Nanoscale Insights into Ion-Beam Cancer Therapy

این کتاب یک نمای کلی منحصر به فرد و جامع از درک پیشرفته از فرآیندهای مولکولی و مقیاس نانو که نقش مهمی در درمان سرطان پرتو یون ایفا می‌کنند، ارائه می‌کند. طراحی و روش شناسی تجربی را پوشش می دهد و درک نظری فرآیندهای درگیر را بررسی می کند. این فرصتی را به خواننده ارائه می دهد تا از یک رویکرد منسجم در مورد فیزیک، شیمی و زیست شناسی مربوط به درمان سرطان پرتو یونی، یک زمینه رو به رشد کاربرد پزشکی مهم در سراسر جهان، بیاموزد.

این کتاب پدیده‌هایی را توصیف می‌کند که در مقیاس‌های زمانی و انرژی مختلف مربوط به آسیب تشعشع اهداف بیولوژیکی و درمان سرطان پرتو یونی از مقیاس مولکولی (نانو) تا سطح ماکروسکوپی هستند. این نشان می‌دهد که چگونه درمان با پرتو یونی امکان محلی‌سازی دوز عالی را برای درمان تومورهای بدخیم، به حداقل رساندن آسیب تشعشع در بافت طبیعی و در عین حال به حداکثر رساندن کشتن سلولی در تومور، ارائه می‌دهد و پیشرفت قابل توجهی در درمان سرطان ارائه می‌دهد. پتانسیل کامل چنین درمانی تنها با درک بهتر مکانیسم‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی، در مقیاس‌های زمانی و مکانی که منجر به مرگ سلولی تحت تابش یون می‌شود، محقق می‌شود. این کتاب توضیح می دهد که چگونه با استفاده از یک رویکرد چند مقیاسی، تخصص تجربی و نظری موجود می تواند به بینش بیشتری در سطح نانوسکوپی و مولکولی در مورد آسیب تشعشع اهداف بیولوژیکی ناشی از برخورد یون منجر شود.

کتاب در نظر گرفته شده برای دانشجویان و متخصصان پیشرفته در زمینه های فیزیک، شیمی، زیست شناسی و پزشکی مرتبط با پرتو درمانی یونی، حفاظت در برابر پرتو، بیوفیزیک، نانوفیزیک و شیمی پرتو، فیزیک اتمی و مولکولی، فیزیک ماده چگال، و فیزیک برهمکنش بارها ذرات با ماده یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های کتاب، رویکرد چند مقیاسی فراگیر برای درک فرآیندهای پیچیده و بسیار بین‌رشته‌ای در پشت درمان سرطان پرتو یونی است که از سطح اتمی تا مقیاس بیولوژیکی امتداد دارد و نشان داده شده است که با آن مطابقت دارد. مشاهدات تجربی.

This book provides a unique and comprehensive overview of state-of-the-art understanding of the molecular and nano-scale processes that play significant roles in ion-beam cancer therapy. It covers experimental design and methodology, and reviews the theoretical understanding of the processes involved. It offers the reader an opportunity to learn from a coherent approach about the physics, chemistry and biology relevant to ion-beam cancer therapy, a growing field of important medical application worldwide.

The book describes phenomena occurring on different time and energy scales relevant to the radiation damage of biological targets and ion-beam cancer therapy from the molecular (nano) scale up to the macroscopic level. It illustrates how ion-beam therapy offers the possibility of excellent dose localization for treatment of malignant tumours, minimizing radiation damage in normal tissue whilst maximizing cell-killing within the tumour, offering a significant development in cancer therapy. The full potential of such therapy can only be realized by better understanding the physical, chemical and biological mechanisms, on a range of time and space scales that lead to cell death under ion irradiation. This book describes how, using a multiscale approach, experimental and theoretical expertise available can lead to greater insight at the nanoscopic and molecular level into radiation damage of biological targets induced by ion impact.

The book is intended for advanced students and specialists in the areas of physics, chemistry, biology and medicine related to ion-beam therapy, radiation protection, biophysics, radiation nanophysics and chemistry, atomic and molecular physics, condensed matter physics, and the physics of interaction of charged particles with matter. One of the most important features of the book is the inclusive multiscale approach to the understanding of complex and highly interdisciplinary processes behind ion-beam cancer therapy, which stretches from the atomistic level up to the biological scale and is demonstrated to be in excellent agreement with experimental observations.