一種輻射誘導(dǎo)細胞損傷動力學(xué)模型及其應(yīng)用研究.pdf

1、輻射生物物理模型是利用數(shù)學(xué)物理的分析方法研究輻射生物學(xué)效應(yīng)的重要手段之一，也是評估輻射損傷的重要工具之一。傳統(tǒng)的輻射生物物理模型包括靶模型、線性平方模型、以及動力學(xué)模型等。其中，動力學(xué)模型作為一種機制性的模型常被用于定量地研究輻射生物學(xué)效應(yīng)，然而常見的動力學(xué)模型存在一系列的問題，如未考慮修復(fù)/錯誤修復(fù)/未修復(fù)的復(fù)雜生物學(xué)機制等。因此，本研究利用一階動力學(xué)等數(shù)學(xué)手段，基于輻射損傷修復(fù)的生物學(xué)過程建立了一種輻射誘導(dǎo)細胞DNA損傷的動力學(xué)模型

2、。
　　本研究分別在簡化條件和一般條件下對模型進行了討論，得到了解析解和數(shù)值解，并把所得解與實驗數(shù)據(jù)進行擬合比較。本研究選取了不同劑量率的X射線輻射下不同細胞系的劑量-存活數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是被廣泛認可的且具有一定代表性。應(yīng)用OriginPro8.0軟件進行數(shù)據(jù)擬合與分析，通過校正決定系數(shù)（Adj.R2），殘差平方和自由度比(RSS/df)和卡方自由度比(x2/df)進行數(shù)據(jù)擬合以及對比分析。研究結(jié)果表明，本研究提出的模型略優(yōu)于經(jīng)典模

3、型，具有很好的適用性。本研究還將模型應(yīng)用到研究重離子輻射的生物學(xué)效應(yīng)中，計算了不同傳能線密度條件下碳離子的相對生物學(xué)效應(yīng)與輻射作用截面。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相對生物學(xué)效應(yīng)隨著傳能線密度的增大而增大，當(dāng)傳能線密度在100keV/μm～300keV/μm之間時達到最大值，而后隨著傳能線密度的增大而減小;輻射作用截面隨著傳能線密度的增大而增大，當(dāng)傳能線密度大于100keV/μm時到達坪區(qū)。本研究所得結(jié)論與前期的研究結(jié)果相一致，這也說明了本研究提出的輻射