بررسي اثر حفاظتي لايه هاي نانوكامپوزيتي هيبريدي جديد در برابر اشعه ايكس مورد استفاده در ماموگرافي

EVALUATION OF PROTECTIVE EFFECT OF NEW HYBRID NANOCOMPOSITE LAYERS AGAINST X-RAYS USED IN MAMMOGRAPHY

پيش‌زمينه و هدف: دز جذبي در ماموگرافي ناچيز است. به لحاظ بيولوژيكي، پديده‌‌ي تشديد حساسيت نسبت به دزهاي كم در افراد سالم رخ مي‌‌دهد. هدف از اين تحقيق ارزيابي اثر حفاظت پرتويي حاصل از هم‌‌افزايي نانولوله‌هاي كربن تك جداره (SWCNTs) و نانوذرات اكسيد سريم، در بستر پلي دي متيل سيلوكسان (PDMS)، در ماموگرافي مي‌باشد. مواد و روش‌ كار: با نانو ذرات اكسيد سريم و SWCNT در بستر پليمر PDMS تعداد 15 لايه نانوكامپوزيت ساخته شد. پراكندگي نانوذرات در پليمر با ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (FE-SEM) بررسي شد. در واحد ماموگرافي بيمارستان مطهري (ره) نمونه‌‌ها در پتانسيل kV 28 پرتودهي شدند. خصوصيات فيزيكي پرتو توسط دزيمتر piranha ثبت گرديد. نتايج تضعيف با محاسبه به دست آمد. آناليز آماري با آزمون كورسكال-واليس با سطح معني‌‌داري كم‌تر از 0/05 برآورد گرديد. يافته‌ها: نتايج FE-SEM حاكي از پراكندگي عالي نانوذرات و نمايانگر صحت محدوده (nm 30-10) قطر ذرات بود. مشخصه كيفيت پرتو (mm Al 0/33890) به‌درستي در محدوده‌‌ي تعريف‌شده قرار داشت. با افزودن SWCNT به نمونه‌‌ها تا 3درصد افزايش جذب پرتو توسط دزيمتر ثبت گرديد. با آناليز آماري، مقدارP برابر 0/027 به دست آمد، كه از اختلاف معني‌‌دار در ميزان تضعيف نانو كامپوزيت‌‌ها حكايت داشت. مهم‌ترين دستاورد، كاهش 12 درصد وزن بر سطح بود. اين نتايج چشمگير در نانو كامپوزيت هيبريدي (نانو ذرات اكسيد سريم+ SWCNT) نسبت به نانو كامپوزيتي كه فقط 25درصد اكسيدسريم داشت، مشاهده شد. بحث و نتيجه‌گيري: نتايج نشان داد كه نانو ذرات اكسيد سريم بر پايه PDMS توانايي تضعيف اشعه X را دارند. علاوه بر اين SWCNT مي‌‌تواند در بهبود كارآيي پوشش‌‌هاي محافظ، از لحاظ افزايش تضعيف و كاهش وزن، در ماموگرافي مؤثر باشد.

Background & Aim: In mammography absorbed dose is insignificant. Biologically, in normal people, the phenomenon of hypersensitivity to low doses occurs. The purpose of this study was to investigate the synergistic of Single-Walled Carbon Nanotube (SWCNT) in the polymer substrate of Poly Dimethyl Siloxane (PDMS) in common energy in mammography. Materials & Methods: Cerium oxide nanoparticles and SWCNT were added into the PDMS polymer in order to fabricate 15 layers of nanocomposites. The dispersion of nanoparticles in the polymer was investigated by Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM). At mammography unit of Motahari Hospital, the nanocomposites were irradiated with 28 kV tube potential. The radiation characteristics were then recorded by the piranha dosimeter. The results of radiation attenuation were calculated. Statistical analysis with Kruskal-Wallis test was performed with a significance level of less than 0.05. Results: The results of the FE-SEM showed the excellent dispersion of nanoparticles. It indicated the accuracy of the range (10-30 nm) of particle diameter. The characteristic of the beam quality (0.338 mm Al) was correctly within the defined range. The statistical analysis resulted in a P-value of 0.027, which it indicated a significant difference in the amount attenuation of nanocomposites. By adding SWCNT into samples, the absorption was increased by up to 3%. The most important achievement was a 12% reduction in weight, for hybrid nanocomposites (25% cerium oxide nanoparticles + SWCNT) than those that contained only 25% of the cerium oxide. Conclusion: The results showed that cerium oxide, based on PDMS, is able to attenuate X-rays. In addition, single-wall carbon nanotubes can be effective in improving the effectiveness of protective clothing in terms of increasing attenuation and decreasing weight in mammography.