INTRODUÇÃO: Na Radioterapia, a acurácia da distribuição de dose em cálculos com correção de heterogeneidade está diretamente relacionada à escolha do algoritmo de cálculo. Existe uma variedade de algoritmos de cálculo disponíveis no mercado, variando em tempo de processamento e acurácia. Este estudo teve como objetivos quantificar a acurácia de dez diferentes algoritmos de cálculo em objetos simuladores de pulmão e analisar o impacto da escolha do algoritmo na distribuição de dose em radioterapia aplicada a tumores de pulmão. METODOLOGIA: Foram utilizados placas simuladoras de água (água sólida RW3) e pulmão (cortiça) para determinar a Porcentagem de Dose em Profundidade (PDP) e perfil transversal dentro da heterogeneidade (cortiça). As medidas foram realizadas em um Clinac Varian 6EX, com feixes de fótons de 6 MV e dois tamanhos de campo (5 x 5 cm2 e 10 x 10 cm2), irradiando-se filmes radiocrômicos Gafchromic EBT3 e câmara de ionização Scanditronix Wellhofer CC13. Planejamentos de 25 pacientes - 11 com técnica tridimendional (3D) e 14 com técnica de Radioterapia Estereotática Corpórea (SBRT) - foram realizados, inicialmente sem correção de heterogeneidade e, mantendo-se as UM, os cálculos com os diferentes algoritmos/métodos de correção foram comparados com o planejamento inicial. Foram avaliados as doses no volume alvo e nos órgãos em risco. RESULTADOS: As medidas realizadas em objetos simuladores revelaram que os algoritmos baseados no princípio da convolução (Eclipse® Pencil Beam Convolution com métodos de correção Batho, Batho Modificado e TAR equivalente; XiO® Clarkson e Convolution e iPlan® Pencil Beam) apresentaram diferenças de dose significativas na região da cortiça, sempre superestimando a medida, com uma sobredose superior a 8%. Algoritmos mais avançados, como o Eclipse® AAA e Acuros XB, XiO® Superposition e iPlan® XVMC, apresentaram desvios inferiores a 3% na região da heterogeneidade. A análise dos perfis mostra, igualmente, que a segunda classe de algoritmos apresenta melhor comportamento em meios de baixa densidade como a cortiça. A largura da penumbra apresentou desvios inferiores a 1 mm para os algoritmos mais avançados contra diferenças de até 4,5 mm entre os algoritmos baseados em convolução. A análise da distribuição de dose em planejamentos de tumores pulmonares mostrou que todos os cálculos com correção de heterogeneidade presentam doses superiores ao cálculo sem correção de heterogeneidade. O histograma dose-volume (DVH) do volume alvo sofreu um impacto maior do que dos órgãos em risco. Os cálculos realizados com algoritmos baseados em convolução apresentaram distribuições de dose semelhantes entre si, porém diferentes das do cálculo sem correção de heterogeneidade. Eclipse® AAA, Acuros XB, XiO® Superposition e iPlan® XVMC apresentaram distribuições de dose também semelhantes, porém Eclipse® Acuros XB e iPlan® XVMC são ainda mais similares. Os planejamentos de SBRT apresentaram resultados mais discrepantes do cálculo sem correção de heterogeneidade do que os planejamentos 3D. CONCLUSÕES: Os diferentes algoritmos de cálculo disponíveis possuem acurácias diferentes em meios de baixa densidade eletrônica. Essas diferenças possuem impacto nas distribuições de dose em planejamentos de tratamento de tumores pulmonares, sendo o impacto ainda maior para a técnica de SBRT. Entre os algoritmos avaliados, há pelo menos um de cada fabricante que apresentou bom desempenho em objetos simuladores de pulmão e que devem ser priorizados para o cálculo em planejamentos de tratamentos de câncer de pulmão / INTRODUCTION: In Radiotherapy, the dose distribution accuracy in heterogeneity correction calculations is directly related to the choice of calculation algorithm. There are many calculation algorithms commercially available. They vary in accuracy and processing time. This study aimed to quantify the accuracy of ten different calculation algorithms in lung equivalent material and to analyze the impact of the algorithm choice in the dose distribution in Radiotherapy applied to lung tumors. METHODS: It was used plates of water (solid water RW3) and lung (cork) equivalent materials to determine the Percentage of Depth Dose (PDD) and transversal profile inside the heterogeneity (cork). The measurements were performed in a Clinac Varian 6EX, with 6 MV photon beams and two field sizes (5 x 5 cm2 and 10 x 10 cm2), through irradiation of radiochromic films Gafchromic EBT3 and ionization chamber Scanditronix Wellhofer CC13. Treatment planning of 25 patients - 11 with tridimensional (3D) technique and 14 with Stereotactic Body Radiation Therapy (SBRT) technique - were performed, first without heterogeneity correction and, by keeping the Monitor Units (MU), the calculations were then performed with the different algorithms/methods of heterogeneity corrections and the results were compared with the initial planning. It was analyzed the target volume and organs at risk doses. RESULTS: The measurements performed in phantoms revealed that algorithms based on the convolution principle (Eclipse® Pencil Beam Convolution with correction methods Batho, Batho Modified and Equivalent TAR; XiO® Clarkson and Convolution e iPlan® Pencil Beam) presented significant dose differences in the cork region, overestimating the measurement, with a overdose higher than 8%. More advanced algorithms, as Eclipse® AAA and Acuros XB, XiO® Superposition and iPlan® XVMC, presented deviations below to 3% in the heterogeneity region. The profile analysis showed, similarly, that the second class of algorithms presents better performance in medium with low electronic density, like cork. The penumbra width presented deviations below to 1 mm for the more sophisticated algorithms against differences up to 4.5 mm between the convolution based algorithms. The dose distribution analysis in lung treatment planning showed that all the calculations performed with heterogeneity corrections presented doses higher than the calculation without heterogeneity corrections. The target volume dose-volume histogram (DVH) had a higher impact compared to the organs at risk. The calculation performed with convolution based algorithms presented dose distributions comparable, although different from the calculation performed without heterogeneity correction. Eclipse® AAA, Acuros XB, XiO® Superposition and iPlan® XVMC presented dose distribution similar, however Eclipse® Acuros XB and iPlan® XVMC are still more similar. The SBRT treatment planning presented higher deviations from the calculation with no heterogeneity correction, compared with the 3D treatment planning. CONCLUSIONS: The different calculation algorithms available have different accuracies in low density mediums. These differences have impact in the dose distributions in lung treatment planning, being the impact higher for the SBRT technique. Between the evaluated algorithms there is, at least one of each manufacturer, that presented acceptable performance in lung equivalent material and it should be the choice in lung treatment planning calculation

Danos teciduais de qualquer natureza desencadeiam uma série de eventos que irão promover a regeneração ou a cicatrização do tecido lesado. Este reparo é um processo complexo que envolve a interação de diversos tipos celulares que são ativados por uma vasta gama de mediadores químicos, componentes da matriz extracelular, microorganismos e alterações físico químicas no microambiente da lesão e das áreas adjacentes. A participação do fator de crescimento endotelial vascular (VEGF) e de seus dois principais receptores (VEGFR-1 e -2) é de grande importância nos processos de cicatrização levando-se em conta a neovascularização. Após uma análise circunstanciada da literatura sobre os efeitos da radioterapia na neovascularização e a relação com a expressão do VEGF e VEGFR-1 e -2 na cicatrização observou-se que ainda há uma série de questões a serem investigadas. O objetivo desse projeto de pesquisa é estudar a expressão imuno-histoquímica do VEGF e VEGFR-1 e -2 e a densidade vascular sanguínea (DVS) após incisão e reparação cutânea em animais sob influência da radioterapia e em um período de aproximadamente seis meses. Neste estudo foram utilizados 60 ratos da linhagem Wistar distribuídos aleatoriamente em seis grupos (controle 3 e 6 meses, radioterapia pré-cirúrgica 3 e 6 meses, radioterapia pós-cirúrgica 3 e 6 meses). Após a eutanásia dos animais de acordo com os princípios bioéticos, foram retirados os espécimes alvo que foram avaliados macro e microscopicamente. O estudo imuno-histoquímico dos VEGFs foram realizados usando os anticorpos específicos supracitados nas diluições especificadas pelo fabricante, enquanto o estudo do DVS foi realizado com o anticorpo Von Willebrand Factor (VWF) que foi utilizado para marcar especificamente as células endoteliais. Nos períodos de tempo estudados, evidenciou-se a expressão significativa destes fatores de crescimento no tecido, na maioria dos casos. Os casos primeiramente irradiados apresentaram celularidade bizarra, com células gigantes e multinucleadas, estruturas do estroma hialinizadas e necrose imunomarcadas de moderada a forte para receptores de VEGF no endotélio e vasos sanguíneos. Essas características são consistentes com a literatura, uma vez que a forte relação do VEGFR-2 e a sua persistência na neovascularização e formação de tecido de granulação foram evidenciados. Os resultados mostraram que a expressão de VEGF é constantemente expressa em diferentes tempos da cicatrização de feridas e formação de cicatriz / Tissue damages of any nature unchain a series of events that will promote regeneration or healing of the injured tissue. This repair is a complex process that involves the interaction of various cells types. These cells are activated by a vast gamma of chemical mediators of the extracellular matrix, microorganisms and chemical and physical alterations in the injury microenvironment and adjacent areas. The participation of vascular endothelial growth factors (VEGF) and their two main receptors (VEGFR-1 and -2) has great importance in the healing process considering neovascularization. After a detailed analysis of the literature about radiotherapy effect in neovascularization and its relation with the expression of VEGF and VEGFR-1 and -2 in the healing, it was observed that there are many questions to be investigated. The objective of this study was to evaluate the immunohistochemical expression of VEGF and VEGFR-1 and -2 and sanguineous vessel density (DVS) after incision and cutaneous repairing in animals under influence of the radiotherapy at three and six months. This study used 60 Wistar rats randomly distributed in six groups: control, preoperative radiotherapy and postoperative radiotherapy, of 3 and 6 month each. The specimens evaluated macro/microscopically were removed after animal\'s sacrifice, in accordance to clinical ethics principles. The immunohistochemistry study of VEGFs were conducted using above-mentioned specific antibodies in manufacturer specified dilutions, while the study of the DVS was performed with the Von Willebrand Factor antibody (VWF) which was used to mark endothelial cells specifically. In both periods studied, surgical wound and radiation damages are similar in most cases. The primarily irradiated cases presented bizarre cellularity, multinucleated giant cells, stromal hyalinization structures, moderate to strong necrosis, overexpression of VEGF receptors in the endothelium and blood vessels in consequence of radiotherapy. These findings are in accordance to the literature, since the strong relationship between VEGFR-2 receptor and its persistence in neovascularization and granulation tissue formation were seen. Our results have shown that VEGF expression is constantly expressed in different times of wound healing and scar formation

Introducción: El cáncer de mama es más frecuente en mujeres y la segunda con mayor tasa de mortalidad en el Perú a pesar de la existencia de avanzadas técnicas oncológicas. Por ello, planteamos comparar la Radioterapia Externa (RE) con la Radioterapia intraoperatoria (RIO) en el tratamiento temprano. Esta última, técnica de concentración de dosis, cuenta con poca experiencia a nivel nacional. Objetivos: Comparar supervivencia global y libre de enfermedad a los 2 años, la incidencia de recurrencia local ipsilateral y toxicidad en pacientes con cáncer de mama temprano, que fueron sometidas a RIO o RE durante los años 2016-2018 en una clínica privada oncológica. Materiales y Métodos: Se realizó un estudio observacional, analítico de cohortes retrospectivo, con análisis bivariado para las variables dependientes; recurrencia local ipsilateral, toxicidad y sobrevida con las variables independientes. La diferencia entre estos grupos fue analizada con el modelo multivariado de regresión tipo Cox, para obtener el Hazard Ratio. El análisis de supervivencia se calculó mediante el método Kaplan-Meier, y la diferencia fue sometida a prueba log rank. Resultados: De un total de 482 pacientes con cáncer de mama temprano; 166 recibieron RIO y 316 recibieron RE convencional, con una mediana de seguimiento de 54 meses (RIC 27,1-63,4). La SG fue de 96,47% a los 2 años (98,8% RIO vs 95,25% RE), el análisis multivariado no mostró diferencia significativa. La SLE fue de 98,27% (97,97% RIO vs 98,73% RE). La recurrencia local ipsilateral de RE no fue inferior al de RIO y la toxicidad reportada como radiodermitis aguda fue mayor en el grupo que recibió RE (p<0,05). Discusión: Nuestro estudio es el primero en Perú que sugiere que dar RIO es al menos tan efectivo y con menor efecto colateral que la RE convencional. / Introduction: Breast cancer is more frequent in women and the second with the highest mortality rate in Peru despite the existence of advanced oncological techniques. For this reason, we propose to compare External Radiotherapy (EBRT) with intraoperative Radiotherapy (IORT) in early treatment. The IORT uses a dose concetration, has little experience at the national level. Objectives: To compare the global and disease-free survival at 2 years, the incidence of ipsilateral local recurrence and toxicity in patients with early breast cancer, who underwent conventional IORT or EBRT to conservation surgery during the years 2016-2018 in a private cancer clinic. Materials and Methods: An observational, analytical, retrospective cohort study was carried out, with bivariate analysis for the dependent variables; Ipsilateral local recurrence, toxicity and survival with the independent variables. The difference between these groups was analyzed with the Cox-type multivariate regression model to obtain the Hazard Ratio. Survival analysis was calculated using the Kaplan-Meier method and the difference was subjected to a log rank test. Results: From a total of 482 patients with early breast cancer; 166 received IORT and 316 received conventional EBRT, with a median follow-up of 54 months (IQR 27,1-63,4). SG was 96.47% at 2 years (98,8% RIO vs 95,25% RE), the multivariate analysis did not show a significant difference. The DFS was 98,27% (97,97% RIO vs 98,73% RE), a significant difference according to multivariate analysis (HRa 6,44 CI95% 1,46-28-29). The ipsilateral local recurrence of EBRT was not inferior to that of IORT and the toxicity reported as acute radiodermatitis was higher in the group that received EBRT (p <0,05) Discussion: Our study is the first in Peru to suggest that administering IORT is at least as effective and with fewer side effects than conventional EBRT. / Tesis

A radioterapia é um dos principais tratamentos para pacientes com câncer de cabeça e pescoço e a cárie relacionada à radioterapia é um de seus efeitos colaterais, apresentando-se com alta taxa de ocorrência. Além disso, falhas precoces em restaurações realizadas em dentes de pacientes irradiados em cabeça e pescoço também são observadas. Como a degradação enzimática do colágeno ocorre principalmente através da atividade das metaloproteinases de matriz e das cisteínacatepsinas, o objetivo deste estudo foi avaliar a atividade enzimática da dentina hígida e restaurada de dentes submetidos à radioterapia in vivo e in vitro. Os dentes irradiados in vivo foram extraídos de pacientes submetidos à radioterapia com uma dose cumulativa que variou de 40 a 70 Gy. As extrações foram feitas de 3 a 12 meses após a RT devido a doenças periodontais. Para os dentes irradiados in vitro, as amostras foram submersas em água destilada com uma irradiação total e única de 70 Gy. O estudo foi dividido em 2 fases independentes: Fase 1: Dentina Não-Restaurada (avaliação de amostras não irradiadas, dentes submetidos à radioterapia in vitro e in situ). Fase 2: Dentina Restaurada (avaliação de amostras não irradiadas e dentes submetidos à radioterapia in vitro) com 3 adesivos. Para o ensaio de zimografia (fase 1), os grupos irradiados in vitro, in vivo e não irradiados foram divididos em dois subgrupos: 1) mineralizado; 2) desmineralizado com ácido fosfórico10%. As proteínas dentinárias foram extraídas e submetidas à análise zimográfica de acordo com Mazzoni et al., 2007. Para a zimografia in situ (fase 2), os espécimes foram divididos em 6 grupos, de acordo com a forma de irradiação (não irradiada e irradiada in vitro) e o sistema adesivo testado (Adper Single Bond, 3M ESPE, ClearFil SE Bond, Kuraray ou Scotchbond Universal, 3M ESPE). Uma gelatina conjugada com fluoresceína autoextinguível foi usada como substrato para as proteases endógenas. A atividade enzimática gelatinolítica foi observada em microscópio confocal (Zeiss LSM 780-NLO, Carl Zeiss Microscopy GmbH). Para a análise da microscopia eletrônica de varredura, amostras restauradas e hígidas foram submetidas a técnica de pré-imunomarcação usando anticorpo monoclonal primário anti-CT-K e anti-CT-B, e anticorpo secundário conjugado com nano-partículas de ouro de 15nm. Um aumento na atividade gelatinolítica pós radioterapia para ambos os substratos (dentina restaurada e hígida) pôde ser observada. Houve uma maior expressão das formas ativas das MMP-2 e MMP-9 pós radioterapia para ambas as formas de radioterapia em dentina não restaurada. Nenhuma diferença na imuno-marcação para CT-K e CT-B entre os grupos irradiados e não irradiados foi observada. Adesivos autocondicionantes apresentaram uma imuno-marcação mais fraca para CT-K quando comparado ao adesivo de condicionamento total. Com isso, pode-se concluir que a radiação ionizante foi capaz de influenciar a atividade enzimática das proteínas endógenas da dentina restaurada e não restaurada. Palavras-chave: Radioterapia, metaloproteinases de matriz, MMP, cisteinocatepsinas, CT, Cárie relacionada à radiação. / Radiotherapy is one of the main treatments for head and neck cancer patients. Radiation-related caries and early restorations failures are side-effects with high rate of recurrence. As enzymatic degradation of collagen occurs mainly through the activity of matrix metalloproteinases (MMPs) and cysteine-cathepsins (CTs), the objective of this study was to evaluate the influence of in vivo and in vitro radiotherapy on endogenous proteases of the restored and non-restored dentin. In vivo irradiated teeth were extracted from patients who underwent clinical radiation protocols with a cumulative dose of radiation that ranged from 40 to 70 Gy. Extractions were performed 3 to 12 months after radiotherapy conclusion due to periodontal reasons. For the in vitro irradiated teeth, samples were submerged in distilled water with a total and single irradiation dose of 70 Gy. For gelatin zymography assay, irradiated in vivo, in vitro and non-irradiated groups were divided in two subgroups: 1) mineralized or 2) demineralized with 10% phosphoric acid. Dentin proteins were extracted and submitted to zymographic analysis in accordance to Mazzoni et al., 2007. For in situ zymography, specimens were divided into 6 groups, according to its irradiation form (non-irradiated and irradiated in vitro) and the adhesive system tested (Adper Single Bond, 3M ESPE, ClearFil SE Bond, Kuraray or Scotchbond Universal, 3M ESPE) using a self-quenched fluorescein-conjugated gelatin as the endogenous proteases substrate. The endogenous gelatinolytic enzyme activity was assessed by confocal laser-scanning microscope (Zeiss LSM 780-NLO, Carl Zeiss Microscopy GmbH). For SEM analysis of the HL, restored specimens were submitted to a pre-embedding immunolabeling technique using primary monoclonal antibody anti-CT-K and anti-CTB and a secondary antibody conjugated with 15nm gold nanoparticles. Radiotherapy groups presented increased gelatinolytic activity on both restored and non-restored dentin. MMP-2 and MMP-9 active form presented higher expression on both irradiated groups for non-restored dentin. Labeling for CT-K and CT-B did not differ from irradiated to non-irradiated groups. SE adhesives presenter weaker labeling for CT-K when compared to the E&R adhesive. Herewith, ionizing radiation may be able to influence the enzymatic activity of the endogenous proteins of restored and unrestored dentin

O câncer de cabeça e pescoço (CCP) apresentam incidência mundial sendo considerado um problema de saúde pública. O diagnóstico tardio dos carcinomas ainda é uma realidade presente, implicando em terapias como a radioterapia (RT). Esta terapia antineoplásica pode causar diversos efeitos colaterais tais como: mucosite, dificuldade de deglutição, alteração ou perda do paladar, xerostomia, trismo, cárie de radiação, osteorradionecrose, alterações do ligamento periodontal e infecções oportunistas. Os efeitos adversos da RT instituída para tratamento de pacientes com CCP, podem interferir significativamente na qualidade de vida desses indivíduos, causando possíveis alterações ósseas e dentais, daqueles que acometem as partes moles. Dentre elas podemos citar as mucosites, hipossialia, agenesia, cáries por radiação, trismo e osteorradionecrose (ORN). Esta última constitui uma complicação grave e de difícil tratamento. O presente estudo objetivou ponderar a relação dose-efeito da radioterapia de cabeça e pescoço, em consideração aos dentes e estruturas ósseas do complexo maxilo - mandibular, avaliando e explorando o impacto do tamanho do tumor ,sua distribuição e dosimetria no complexo maxilo mandibular de pacientes submetidos a radioterapia de CCP. A IMRT se mostrou a melhor indicação de tratamento quando comparada a RT, pois reduziu muito os efeitos encontrados nas radiografias, o que mostrou sua baixa toxicidade nos tecidos adjacentes saudáveis. A partir dos resultados obtidos observou se que a radioterapia pode provocar alterações significativas na estrutura do CMM, ademais da região própria ao tumor, e os médicos oncologistas juntamente com dentistas devem se apoiar na detecção e abordagem dessas sequelas e acompanhamento dos seus tratamentos e prevenções, sendo necessário que os profissionais de odontologia orientem e façam as devidas intervenções para proporcionar melhores condições aos pacientes em tratamento de radioterapia de cabeça e pescoço. / Head and neck neoplasms present a worldwide incidence and are considered a public health problem. The late diagnosis of carcinomas is still a reality, implicating in thera-pies such as radiotherapy. This antineoplastic therapy can cause several side effects such as: mucositis, difficulty in swallowing, alteration or loss of taste, xerostomia, tris-mus, radiation caries, osteoradionecrosis, alterations of the periodontal ligament and opportunistic infections. The adverse effects of radiotherapy instituted for the treatment of patients with cancer of the head and neck region can significantly interfere in the quality of life of these individuals, causing possible bone and dental changes in those that affect the soft parts. Among them we can mention mucositis, hyposialia, agenesis, radiation caries, trismus and osteoradionecrosis (ORN). The latter constitutes a seri-ous complication and is difficult to treat. The present study aims to evaluate the dose-effect relationship of head and neck radiotherapy, considering the teeth and bone structures of the maxillo-mandibular complex, evaluating and exploring the impact of tumor size, its distribution and dosimetry in the mandibular nipple complex of patients submitted to CCP radiotherapy. The IMRT performed a better comparison procedure when compared to what is more difficult to see on radiographs when compared to toxicity in adjacent healthy systems. From the results obtained, the effects of radio-therapy can cause changes in the structure of the CMM, besides being responsible for the tumor, and the oncologists. It is necessary that dental professionals guide and withdraw care for the treatment of head and neck radiotherapy.

O objetivo do presente estudo foi avaliar as alterações ocorridas na dentina radicular de dentes permanentes provenientes de pessoas submetidas aos diferentes tratamentos antineoplásicos após erosão (in situ), cárie (in situ) e abrasão (in vitro). Foram selecionados dentes extraídos de pacientes que realizaram tratamentos para câncer na região de cabeça e pescoço (CCP) no Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto ou no Hospital do Câncer de Barretos Os dentes foram divididos em grupos de acordo com o tratamento antineoplásico: CO- controle: dentes extraídos de pacientes saudáveis; RTX - radioterapia na região de cabeça e pescoço; QTX quimioterapia; QRT quimioradioterapia. Todos os fragmentos de dentina radicular foram aleatoriamente distribuídos entre os voluntários de cada fase. Na primeira fase foi realizada a erosão in situ; na segunda fase foi feito o processo carioso nos substratos dentais in situ e na 3ª fase foi realizado o teste de abrasão por escovação in vitro. As variáveis de resposta quantitativas foram: perfil de desgaste, degrau formado, número, área e perímetro dos túbulos dentinários, rugosidade da superfície, volume perdido e quantificação do tecido desmineralizado; e qualitativamente analisou-se a morfologia da superfície. Na erosão observou-se que o processo erosivo produziu um aumento no número, diâmetro e área dos túbulos de modo geral, sendo que apenas QRT apresentou maior perda estrutural e diferente estatisticamente em relação aos outros grupos (p<0,05). No processo carioso nenhum tratamento proporcionou alteração quantitativa maior que o controle (p>0,05), contudo morfologicamente foi observado que o tecido dentinário submetido à QRT apresentou uma superfície mais amorfa. Na abrasão, o grupo RTX apresentou maior perda estrutural e diferente estatisticamente de todos os grupos (p<0,05), além de morfologicamente apresentar um maior padrão de desgaste. Conclui-se que os tratamentos antineoplásicos alteraram a dentina radicular e afetaram os processos de erosão, cárie e abrasão / The aim of the present study was to evaluate the alterations on root dentin of permanent teeth from individuals submitted to different antineoplastic treatments after erosion (in situ), caries (in situ) and abrasion (in vitro).Teeth extracted from patients who underwent cancer treatments in the head and neck region (HNC) at Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto or at Hospital do Câncer de Barretos were selected and divided into groups according to antineoplastic treatment: CO-control: teeth extracted from healthy patients; RTX- radiotherapy in the head and neck region; QTX - chemotherapy; QRT - chemoradiotherapy. All fragments of root dentin were randomly distributed among the volunteers of each stage. In the first phase, erosion was carried out in situ; in the second phase the carious process was performed on the dental substrates in situ and the third phase was performed the in vitro abrasion test by teeth-brushing machine. The quantitative response variables were: wear profile, step, number, area and perimeter of the dentinal tubules, surface roughness, volume loss and quantification of the demineralized tissue; and qualitatively was analyzed the surface morphology. For the erosive process, it was observed an increase in the number, diameter and area of the tubules for all groups, but only QRT presented greater structural loss with statistical difference in relation to the other groups (p <0.05). For the carious process, no treatment provided a quantitative alteration greater than the control (p> 0.05). However, morphologically, it was observed that the dentinal tissue submitted to QRT presented a surface more amorphous. For the abrasion, the RTX group presented higher structural loss and statistically different from the other groups (p <0.05), besides presenting, morphologically, a higher pattern of wear. It was concluded that the antineoplastic treatments changed the root dentin and affected the processes of erosion, caries and abrasion

Orientador: Marco Antônio Rodrigues Fernandes / Resumo: A proposta do trabalho é a elaboração de um Plano de Radioproteção e a apresentação da rotina de procedimentos de dosimetria de feixes de teleterapia para a adequação em serviços de radioterapia dedicados à medicina veterinária. São apresentados os principais parâmetros radiométricos dos feixes de radiação que devem ser analisados com maior periodicidade pelos usuários de equipamentos de teleterapia. Os experimentos dosimétricos foram realizados no acelerador linear instalado no Setor Técnico de Radioterapia do Hospital das Clinicas da Faculdade de Medicina de Botucatu. Os ensaios de planura, simetria e de determinação da dose absoluta dos feixes de radiação mostraram-se exequíveis para a rotina da radioterapia veterinária. Os resultados apresentados dos parâmetros radiométricos medidos estão em conformidade com os protocolos de dosimetria nacionais e internacionais. O Plano de Radioproteção elaborado, pode subsidiar os profissionais e autoridades sanitárias envolvidas nas práticas da radioterapia veterinária quanto aos preceitos do uso seguro das fontes radioativas e feixes de teleterapia. / Abstract: The proposal of the work is the elaboration of a Radioprotection Plan and the presentation of the routine of dosimetry procedures of teletherapy beams for the adequacy in radiotherapy services dedicated to veterinary medicine. Presented the main radiometric parameters of the radiation beams that should be analyzed more frequently by users of teletherapy equipment. The dosimetric experiments were performed in the linear accelerator installed in the Technical Section of Radiotherapy of the Clinical Hospital of the Botucatu Medical School. The tests of flatness, symmetry and absolute dose determination of the radiation beams were shown feasible for the routine of veterinary radiotherapy. The presented results of the radiometric parameters measured are in accordance with national and international dosimetry protocols. The Radioprotection Plan elaborated may support the professionals and health authorities involved in veterinary radiotherapy practices regarding the safe use of radioactive sources and teletherapy beams. / Mestre

Neste trabalho estudamos o efeito da exposição de células humanas à radiação ionizante e em associação a campos elétricos exógenos estáticos. A linhagem T47D de células de carcinoma ductal mamário foi irradiada com gamas no intervalo 0 8 Gy. A viabilidade celular da linhagem T47D exposta à radiação gama e campo elétrico estático (CEE) de 1.250 V/cm foi cerca de 12% inferior à viabilidade observada apenas com irradiação. Quando aplicado isoladamente por 24 e 72 horas o CEE não induziu toxicidade. A imunofluorescência realizada na linhagem normal MRC5 (fibroblasto de pulmão humano normal) quantificou a expressão da histona -H2AX. A quantidade de histonas fosforiladas foi cerca de 40% maior após irradiação com 2 Gy mais CEE aplicado por 1h, indicando que o campo elétrico interferiu negativamente no processo de reparo das quebras duplas de DNA. A análise de citometria de fluxo (FACS) mostrou que em células T47D tratadas com 1 e 2 Gy por 24 horas o CEE também interferiu negativamente no processo de reparo do DNA, notadamente pelo maior acúmulo de células na fase S. / Our goal is the study in human cells of the effect resulting from the association of irradiation with exposure to exogenous static electric fields. The T47D cell line of breast cancer cells was irradiated with gammas in the 0 8 Gy doses range. The viability of this T47D cells exposed to both gamma radiation and 1.250 V/cm static electric field (SEF) was about 12% lower than when only irradiated. The sole exposure of the cells to SEF by 24 and 72 hours didnt induce toxicity. Immunofluorescence runs carried out in irradiated normal MRC5 cell line of human lung fibroblast have quantified the expression of the g-H2AX histone. The amount of phosphorylated histones was approximately 40% higher after irradiation with 2 Gy plus exposure to a SEF by 1 hour, showing that the electric field negatively interfered in the repairing process of the DNA double strand breaks. The flow cytometry analysis with FACS showed that in T47D cells treated with 1 and 2 Gy by 24 hours the SEF also negatively interfered in the DNA repairing process, as evidenced by the higher accumulation of cells in the S phase.

Nesse trabalho foram produzidas nanopartículas (NPs) de Gd2O3 e Er2O3 para aplicação como radiossensibilizadores em feixes de radioterapia. Elas foram sintetizadas no Laboratório de Interações Hiperfinas do IPEN pelo método da decomposição térmica e caracterizadas utilizando difração de raios-X, para verificar a estrutura cristalina, microscopia eletrônica de transmissão, para obter informações sobre forma, tamanho e distribuição de tamanho, análise por ativação neutrônica, por meio da qual foi possível determinar a pureza das amostras e calcular a concentração de gadolínio e érbio. Medições de magnetização e de espectroscopia de correlação angular &gamma;-&gamma; perturbada (PAC) foram realizadas a fim de estudar o comportamento magnético e a interação quadrupolar das partículas, respectivamente. Os resultados da caracterização mostram a formação de uma estrutura cristalina do tipo bixbyite, com aproximadamente 5 nm de diâmetro e estreita distribuição de tamanho, para as amostras pós-síntese. A determinação da massa de terra-rara em cada amostra foi importante para realizar a normalização nas medições de susceptibilidade magnética, tornando possível a visualização de um grande aumento na magnetização abaixo de 30 K, nas amostras pós-síntese, o que não é observado em partículas maiores, além de um aumento no momento magnético efetivo das NPs em relação aos respectivos bulks e uma mudança na temperatura de ordenamento antiferromagnético para o Er2O3. Os resultados da espectroscopia PAC evidenciam possíveis efeitos de superfície. A falta de uma frequência bem definida nas amostras de 5 nm indicam que a quantidade de 111In(111Cd) na superfície da partícula é maior do que no interior da mesma, fazendo com que a interação hiperfina do núcleo de prova com o host não seja evidente. Já a união da técnica de difração de raios-X com a espectroscopia PAC foi fundamental para o entendimento do dano causado às partículas pela irradiação com 60Co. Quanto às medições de radiossensibilização a dosimetria Fricke gel foi fundamental para a verificação de um fator de aumento de dose (DEF) de até 1,67 e 1,09 para NPs de Gd2O3 irradiadas com 60Co e 6MV, respectivamente. Nas mesmas condições, para as amostras de Er2O3, foram encontrados valores de DEF de até 1,37 e 1,06. Isso comprova os efeitos radiossensibilizadores dessas NPs. Os resultados alcançados nesse trabalho não apenas fornecem dados importantes para o estudo de NPs de terra-rara na área de física da matéria condensada como também uma base sólida para a aplicação desses elementos como radiossensibilizadores em feixes de radioterapia, possibilitando a utilização da imagem por ressonância magnética para localizar e obter a concentração dessas NPs dentro do paciente, aumentando assim a eficiência do tratamento do câncer. / In this study Gd2O3 and Er2O3 nanoparticles were produced for application as radiosensitizers in radiotherapy beams. They were synthesized at the Hyperfine Interactions Laboratory, IPEN, using thermal decomposition method and characterized by X-ray diffraction, to verify crystalline structure, transmission electron microscopy, to obtain information about shape, size and size distribution, neutron activation analysis, whereby it was possible to determine samples purity and gadolinium and erbium concentration. Magnetization and perturbed &gamma;-&gamma; angular correlation (PAC) measurements were performed in order to study particles magnetic behavior and quadrupole interactions, respectively. Characterization results showed a bixbyite structure, 5 nm diameter post-synthesis particles with narrow size distribution. Rare-earth mass determination in each sample was important to perform normalization in magnetic susceptibility measurements, making possible the view of a high magnetization under 30 K for post-synthesis samples, what was not observed in larger particles, together with an effective magnetic moment enhancement for nanoparticles, not seen in bulk samples, and a change in the antiferromagnetic ordering temperature for Er2O3. PAC spectroscopy results show possible surface effects. The absence of a well-defined frequency in 5 nm samples indicates the amount of 111In(111Cd) at particle surface is bigger than in the core, resulting in a non-evident hyperfine interaction between the probe nuclei and the host. The X-ray diffraction and PAC spectroscopy joint was vital to understand the particles structural damage caused by 60Co irradiation. About radiosensitizer measurements a dose enhancement factor (DEF) of up to 1,67 and 1,09 for Gd2O3 nanoparticles under 60Co and 6MV irradiation, respectively, were observed. Under same conditions DEF values of up to 1,37 and 1,06 were found for Er2O3 samples. Results reached in this study provide not only important data for rare-earth oxides study in condensed matter physics but also a solid ground for the application of these elements as radiosensitizers in radiotherapy beams, allowing the use of magnetic resonance imaging to locate and obtain the concentration of these particles inside patient body, increasing cancer treatment efficiency.

A incorporação de nanopartículas metálicas em tecidos tumorais tem sido estudada em Radioterapia devido ao aumento de dose que pode ser obtido no volume alvo do tratamento. Estudos indicam que nanopartículas de ouro (AuNP) estão entre as de maior viabilidade biológica para essas aplicações, devido ao baixo potencial tóxico. Além disso, estudos mostram que AuNP de alguns nanômetros até alguns micrômetros podem permear vasos sanguíneos que alimentam tumores, permitindo sua incorporação nas células tumorais. Desta forma, este trabalho visou estudar os fatores de aumento de dose obtidos em Radioterapia com AuNP incorporadas ao tecido tumoral utilizando feixes de ortovoltagem, de braquiterapia e de teleterapia. Este trabalho utilizou de uma metodologia computacional, através de simulação Monte Carlo com o código PENELOPE. Foram simulados feixes clínicos de 50, 80, 150 e 250 kVp, Ir-192 e 6 MV, e um modelo de célula tumoral com AuNPs incorporadas com diferentes concentrações de ouro. O modelo de células utilizado possui 13 µm de diâmetro externo máximo e 2 µm de diâmetro no núcleo. Dois modelos de incorporação de AuNPs foram implementados: modelo homogêneo e modelo heterogêneo. No modelo homogêneo, as AuNP foram distribuídas homogeneamente no núcleo e as células foram irradiadas nas diferentes energias estudadas para avaliar o fator de aumento de dose (DEF) em função da concentração de ouro na célula e da energia do feixe. No modelo heterogêneo, aglomerados de AuNPs foram simulados individualmente dentro da célula. Neste modelo foram utilizados somente os espetros de radiação que apresentaram os melhores desempenhos no modelo homogêneo. Foram avaliadas a fluência de partículas ejetadas nas AuNPs, o DEF, as distribuições de doses e os perfis de dose com aglomerados de 50 a 220 nm na célula. Os resultados obtidos para o modelo homogêneo mostram que os feixes de baixa energia são os que proporcionam maior DEF para uma mesma concentração de AuNP. Os maiores DEFs obtidos foram de 2,80; 2,99; 1,62 e 1,61, para os feixes de 50 kVp, 80 kVp, 150 kVp, 250 kVp, respectivamente, sendo a maior incerteza de 1,9% para o feixe de 250 kVp. Através dos resultados obtidos com o modelo heterogêneo foi possível concluir que os elétrons ejetados possuem maior influência no aumento local da dose. Os perfis de dose, extraídos das distribuições de doses, para os aglomerados simulados permitiram obter os alcances das isodoses de 50, 20 e 10% da dose no entorno das AuNPs. Através desses perfis de dose pode-se concluir que o aumento de dose é local, da ordem de alguns micrômetros, dependendo do tamanho das nanopartículas e da energia do feixe primário. Para o feixe de 50 kVp, o DEF encontrado para uma incorporação heterogênea de seis aglomerados de AuNPs, correspondendo a um modelo clínico real, foi de 1,79, com incerteza de 0,4%. Com base nos resultados obtidos pode-se concluir que as energias de ortovoltagem proporcionam maior fator de aumento de dose que feixes de megavoltagem utilizados em teleterapia convencional. Além disso, o reforço local de dose pode proporcionar um fator de radiossensibilização celular se as AuNPs forem incorporadas no núcleo das células, nas redondezas do DNA, proporcionando um maior potencial de controle tumoral. / The incorporation of metal nanoparticles into tumor tissues has been studied in radiation therapy given of the dose enhancement that can be obtained in the target volume of the treatment. Studies indicate that gold nanoparticles (AuNP) are among the highest biologically viable for such applications, due to their low toxic potential. In addition, studies show that AuNP from a few nanometers to a few micrometers can permeate blood vessels that feed tumors, allowing their incorporation into tumor cells. Hence, this study´s goal was to study the dose enhancement factors obtained in radiation therapy with AuNP incorporated in the tumor using orthovoltage, brachytherapy and teletherapy beams. This work used a computational methodology, through Monte Carlo simulation with the PENELOPE package. Clinical beams of 50, 80, 150 and 250 kVp, Ir-192 and 6 MV were simulated with a tumor cell model with incorporated AuNPs. The cell model has maximum outer diameter of 13 m and 2 m of nucleus diameter. Two models of AuNP incorporation were implemented: homogeneous model and heterogeneous model. In the homogeneous model the AuNP were distributed homogeneously in the nucleus and the cells were irradiated in the different beams studied to evaluate the dose enhancement factors (DEF) as a function of concentration of gold in the cell and radiation beam. In the heterogeneous model, clusters of AuNPs were simulated individually within the cell. In this model, the radiation spectra used was selected among those that presented the best performances in the homogeneous model. The fluence of particles ejected from the AuNPs, the DEFs, the dose distributions and dose profiles for clusters of 50 to 220 nm in the cell were evaluated. The results obtained for the homogeneous model show that lower energy beams provide the highest DEFs for the same concentration of AuNP. The highest DEFs obtained were 2.80; 2.99; 1.62 and 1.61, for the beams of 50 kVp, 80 kVp, 150 kVp, 250 kVp, respectively, with a maximun uncertainty of 1.9% for the 250 kVp beam. Through the results obtained with the heterogeneous model it was possible to conclude that the electrons ejected from he AuNPs have the major influence on the local dose enhancement. The dose profiles extracted from the dose distributions for the simulated clusters allowed the evaluation of the ranges for the 50, 20 and 10% isodoses in the surroundings of the AuNPs. Through these dose profiles, it can be concluded that the dose increase is local, in the order of a few micrometers, depending on the size of the nanoparticles and the energy of the primary beam. For the 50 kVp beam, the DEF found for a heterogeneous incorporation of six clusters of AuNPs, corresponding to an actual clinical model, was 1.79, with uncertainty of 0.4%. Based on the results obtained it can be concluded that kilovoltage energies provide a higher dose enhancement factor than megavoltage beams used in teletherapy. In addition, local dose enhancement may provide a cellular radiosensitization factor if the nanoparticles are incorporated in the nucleus of the cells, in the vicinity of the DNA, providing an enhanced potential for tumor control.