Neutron capture therapy of cancer
न्यूट्रॉन कैप्चर थेरेपी (एन. सी. टी.) स्थानीय रूप से आक्रामक घातक ट्यूमर जैसे प्राथमिक मस्तिष्क ट्यूमर, सिर और गर्दन क्षेत्र के बार-बार होने वाले कैंसर और त्वचीय और बाह्य त्वचीय मेलेनोमा के इलाज के लिए एक प्रकार की रेडियोथेरेपी है। यह एक दो-चरणीय प्रक्रिया हैः सबसे पहले, रोगी को एक ट्यूमर-स्थानीय दवा का इंजेक्शन दिया जाता है जिसमें स्थिर आइसोटोप बोरॉन-10 (बी) होता है, जिसमें कम ऊर्जा वाले "थर्मल" न्यूट्रॉन को पकड़ने की उच्च प्रवृत्ति होती है। बी (3,837 बार्न) का न्यूट्रॉन क्रॉस सेक्शन ऊतक में पाए जाने वाले नाइट्रोजन, हाइड्रोजन या ऑक्सीजन जैसे अन्य तत्वों की तुलना में 1,000 गुना अधिक है। दूसरे चरण में, रोगी को एपिथर्मल न्यूट्रॉन के साथ विकिरणित किया जाता है, जिसके स्रोत अतीत में परमाणु रिएक्टर रहे हैं और अब वे त्वरक हैं जो उच्च ऊर्जा वाले एपिथर्मल न्यूट्रॉन का उत्पादन करते हैं। ऊतक में प्रवेश करते समय ऊर्जा खोने के बाद, परिणामस्वरूप कम ऊर्जा वाले "तापीय" न्यूट्रॉन बी परमाणुओं द्वारा कब्जा कर लिए जाते हैं। परिणामी क्षय प्रतिक्रिया से उच्च-ऊर्जा वाले अल्फा कण उत्पन्न होते हैं जो कैंसर कोशिकाओं को मार देते हैं जिन्होंने पर्याप्त बी लिया है। एन. सी. टी. के साथ अब तक का सभी नैदानिक अनुभव बोरॉन-10 के साथ है; इसलिए इस विधि को बोरॉन न्यूट्रॉन कैप्चर थेरेपी (बी. एन. सी. टी.) के रूप में जाना जाता है। गैडोलीनियम जैसे एक अन्य गैर-रेडियोधर्मी समस्थानिक का उपयोग प्रयोगात्मक पशु अध्ययनों तक सीमित रहा है और इसे चिकित्सकीय रूप से नहीं किया गया है। बी. एन. सी. टी. का मूल्यांकन ग्लियोब्लास्टोमा जैसे घातक मस्तिष्क ट्यूमर के लिए पारंपरिक विकिरण चिकित्सा के विकल्प के रूप में किया गया है, जो वर्तमान में लाइलाज हैं, और हाल ही में, सिर और गर्दन क्षेत्र के स्थानीय रूप से उन्नत आवर्ती कैंसर और, बहुत कम बार, सतही मेलेनोमा मुख्य रूप से त्वचा और जननांग क्षेत्र को शामिल करते हैं। जेम्स चैडविक ने 1932 में न्यूट्रॉन की खोज की। इसके तुरंत बाद, एच. जे. टेलर ने बताया कि बोरॉन-10 नाभिक में कम ऊर्जा वाले "तापीय" न्यूट्रॉन को पकड़ने की उच्च प्रवृत्ति थी। यह प्रतिक्रिया हीलियम-4 नाभिक (अल्फा कण) और लिथियम-7 आयनों में बोरॉन-10 नाभिक के परमाणु क्षय का कारण बनती है। 1936 में जी. एल. फिलाडेल्फिया, पेंसिल्वेनिया में फ्रैंकलिन इंस्टीट्यूट के एक वैज्ञानिक, लोचर ने इस खोज की चिकित्सीय क्षमता को पहचाना और सुझाव दिया कि इस विशिष्ट प्रकार की न्यूट्रॉन कैप्चर प्रतिक्रिया का उपयोग कैंसर के इलाज के लिए किया जा सकता है। मैसाचुसेट्स जनरल अस्पताल के एक न्यूरोसर्जन विलियम स्वीट ने पहली बार 1951 में बोरॉन डिलीवरी एजेंट के रूप में बोराक्स का उपयोग करते हुए सभी मस्तिष्क ट्यूमर, ग्लियोब्लास्टोमा मल्टीफॉर्म (जी. बी. एम.) के सबसे घातक उपचार के लिए बी. एन. सी. टी. का मूल्यांकन करने के लिए घातक मस्तिष्क ट्यूमर के इलाज के लिए बी. एन. सी. टी. का उपयोग करने की संभावना का सुझाव दिया। एक नैदानिक परीक्षण बाद में ली फार द्वारा लॉन्ग आइलैंड, न्यूयॉर्क, यू. एस. ए. में ब्रुकहेवन नेशनल लेबोरेटरी में एक विशेष रूप से निर्मित परमाणु रिएक्टर का उपयोग करके शुरू किया गया था। एक और नैदानिक परीक्षण 1954 में स्वीट द्वारा मैसाचुसेट्स जनरल अस्पताल में मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एम. आई. टी.) में अनुसंधान रिएक्टर का उपयोग करके शुरू किया गया था। दुनिया भर में कई शोध समूहों ने मस्तिष्क ट्यूमर के रोगियों का इलाज करने के लिए स्वीट और फार के शुरुआती अभूतपूर्व नैदानिक अध्ययनों को जारी रखा है, और बाद में 1960 के दशक में हिरोशी हातानाका के अग्रणी नैदानिक अध्ययनों को जारी रखा है। तब से, जापान, संयुक्त राज्य अमेरिका, स्वीडन, फिनलैंड, चेक गणराज्य और अर्जेंटीना सहित कई देशों में नैदानिक परीक्षण किए गए हैं। फुकुशिमा (2011) में परमाणु दुर्घटना के बाद, वहाँ का नैदानिक कार्यक्रम एक रिएक्टर न्यूट्रॉन स्रोत से त्वरक में परिवर्तित हो गया जो उच्च ऊर्जा वाले न्यूट्रॉन का उत्पादन करेगा जो ऊतकीय हो जाते हैं क्योंकि वे ऊतक में प्रवेश करते हैं। बुनियादी सिद्धांत न्यूट्रॉन कैप्चर थेरेपी एक द्विआधारी प्रणाली है जिसमें अपने चिकित्सीय प्रभाव को प्राप्त करने के लिए दो अलग-अलग घटक होते हैं। प्रत्येक घटक अपने आप में गैर-ट्यूमरिसाइडल है, लेकिन जब इन्हें मिलाया जाता है तो वे कैंसर कोशिकाओं के लिए अत्यधिक घातक हो सकते हैं। बी. एन. सी. टी. परमाणु ग्रहण और क्षय प्रतिक्रियाओं पर आधारित है जो तब होती है जब गैर-विकिरणशील बोरॉन-10, जो प्राकृतिक मौलिक बोरॉन का लगभग 20 प्रतिशत बनाता है, उत्तेजित बोरॉन-11 (11 बी *) प्राप्त करने के लिए उपयुक्त ऊर्जा के न्यूट्रॉन के साथ विकिरणित होता है। यह उच्च-ऊर्जा वाले अल्फा कणों (4He नाभिक) और उच्च-ऊर्जा वाले लिथियम-7 (7Li) नाभिक का उत्पादन करने के लिए रेडियोधर्मी क्षय से गुजरता है। परमाणु प्रतिक्रिया हैः 10B + nth → [11B] * → α + 7Li + 2.31 MeV दोनों अल्फा कण और लिथियम नाभिक 5-9 माइक्रोन की सीमा के साथ प्रतिक्रिया के तत्काल आसपास निकट दूरी पर आयनीकरण का उत्पादन करते हैं। यह लगभग लक्षित कोशिका का व्यास है, और इस प्रकार पकड़ने की प्रतिक्रिया की घातकता बोरॉन युक्त कोशिकाओं तक सीमित है। इसलिए, बी. एन. सी. टी. को जैविक और शारीरिक रूप से लक्षित विकिरण चिकित्सा दोनों के रूप में माना जा सकता है। बी. एन. सी. टी. की सफलता आसपास के सामान्य ऊतकों में केवल थोड़ी मात्रा में स्थानीयकृत ट्यूमर में 10 बी की पर्याप्त मात्रा के चयनात्मक वितरण पर निर्भर करती है। इस प्रकार, सामान्य ऊतक, यदि उन्होंने पर्याप्त मात्रा में बोरॉन-10 नहीं लिया है, तो उन्हें न्यूट्रॉन ग्रहण और क्षय प्रतिक्रियाओं से बचाया जा सकता है। सामान्य ऊतक सहिष्णुता, हालांकि, परमाणु ग्रहण प्रतिक्रियाओं द्वारा निर्धारित की जाती है जो सामान्य ऊतक हाइड्रोजन और नाइट्रोजन के साथ होती हैं। बोरान वितरण एजेंटों की एक विस्तृत विविधता को संश्लेषित किया गया है। पहला, जो मुख्य रूप से जापान में उपयोग किया गया है, एक पॉलीहेड्रल बोरेन आयनन, सोडियम बोरोकैप्टेट या बीएसएच () है, और दूसरा फेनिललैनिन का एक डायहाइड्रोक्सीबोरिल व्युत्पन्न है, जिसे बोरोनोफिनाइललैनिन या बी. पी. ए. कहा जाता है। उत्तरार्द्ध का उपयोग कई नैदानिक परीक्षणों में किया गया है। अंतःशिरा जलसेक द्वारा बी. पी. ए. या बी. एस. एच. के प्रशासन के बाद, ट्यूमर साइट को न्यूट्रॉन के साथ विकिरणित किया जाता है, जिसका स्रोत, हाल तक, विशेष रूप से परमाणु रिएक्टरों को डिजाइन किया गया है और अब न्यूट्रॉन त्वरक है। 1994 तक, जापान और संयुक्त राज्य अमेरिका में कम-ऊर्जा (<0.5 eV) थर्मल न्यूट्रॉन बीम का उपयोग किया जाता था, लेकिन चूंकि उनके ऊतकों में प्रवेश की गहराई सीमित है, इसलिए उच्च ऊर्जा (>. 5eV <10 KeV) एपिथर्मल न्यूट्रॉन बीम, जिनमें प्रवेश की अधिक गहराई है, का उपयोग संयुक्त राज्य अमेरिका, यूरोप, जापान, अर्जेंटीना, ताइवान और चीन में नैदानिक परीक्षणों में किया गया था, जब तक कि हाल ही में त्वरकों ने रिएक्टरों को बदल दिया। सिद्धांत रूप में बी. एन. सी. टी. एक अत्यधिक चयनात्मक प्रकार की विकिरण चिकित्सा है जो निकटवर्ती सामान्य कोशिकाओं और ऊतकों को विकिरण क्षति पहुँचाए बिना ट्यूमर कोशिकाओं को लक्षित कर सकती है। पारंपरिक भिन्न बाहरी किरण फोटॉन विकिरण के लिए 6 से 7 सप्ताह की तुलना में 60-70 ग्रे (Gy) तक की खुराक एक या दो अनुप्रयोगों में ट्यूमर कोशिकाओं को दी जा सकती है। हालांकि, बी. एन. सी. टी. की प्रभावशीलता ट्यूमर के भीतर 10 बी के अपेक्षाकृत सजातीय सेलुलर वितरण पर निर्भर है, और विशेष रूप से घटक ट्यूमर कोशिकाओं के भीतर, और यह अभी भी मुख्य अनसुलझी समस्याओं में से एक है जिसने इसकी सफलता को सीमित कर दिया है। बी. एन. सी. टी. में ट्यूमर और सामान्य ऊतकों के लिए विकिरण खुराक तीन प्रकार के सीधे आयनीकरण विकिरण से ऊर्जा जमाव के कारण होती है जो उनके रैखिक ऊर्जा हस्तांतरण (एल. ई. टी.) में भिन्न होती है, जो एक आयनीकरण कण के मार्ग के साथ ऊर्जा हानि की दर हैः 1. निम्न-एल. ई. टी. गामा किरणें, जो मुख्य रूप से सामान्य ऊतक हाइड्रोजन परमाणुओं [एच (एन, γ) एच] द्वारा थर्मल न्यूट्रॉन को पकड़ने के परिणामस्वरूप होती हैं। उच्च-एल. ई. टी. प्रोटॉन, जो तेज न्यूट्रॉन के प्रकीर्णन और नाइट्रोजन परमाणुओं [एन (एन, पी) सी] द्वारा थर्मल न्यूट्रॉन के ग्रहण से उत्पन्न होते हैं; और 3। उच्च-एल. ई. टी., भारी आवेशित अल्फा कण (हीलियम [हे] नाभिक से अलग किए गए) और लिथियम-7 आयन, बी [बी (एन, α) ली] के साथ तापीय न्यूट्रॉन ग्रहण और क्षय प्रतिक्रियाओं के उत्पादों के रूप में जारी किए जाते हैं। चूँकि ट्यूमर और आसपास के सामान्य ऊतक दोनों विकिरण क्षेत्र में मौजूद होते हैं, यहां तक कि एक आदर्श एपिथर्मल न्यूट्रॉन बीम के साथ भी, एक अपरिहार्य, गैर-विशिष्ट पृष्ठभूमि खुराक होगी, जिसमें उच्च और निम्न-एलईटी विकिरण दोनों शामिल होंगे। हालांकि, ट्यूमर में बी की उच्च सांद्रता के परिणामस्वरूप इसे आसन्न सामान्य ऊतकों की तुलना में अधिक कुल खुराक मिलेगी, जो बीएनसीटी में चिकित्सीय लाभ का आधार है। किसी भी ऊतक को दिए गए Gy में कुल विकिरण खुराक को फोटॉन-समतुल्य इकाइयों में उच्च-LET खुराक घटकों में से प्रत्येक के योग के रूप में भार कारक (Gyw) द्वारा गुणा किया जा सकता है, जो इनमें से प्रत्येक घटक की बढ़ी हुई रेडियोबायोलॉजिकल प्रभावशीलता पर निर्भर करता है। नैदानिक डोसिमेट्री जैविक भार कारक का उपयोग उच्च श्रेणी के ग्लियोमा के रोगियों में हाल के सभी नैदानिक परीक्षणों में किया गया है, जिसमें एक एपिथर्मल न्यूट्रॉन बीम के संयोजन में बोरोनोफिनाइललैनिन (बी. पी. ए.) का उपयोग किया गया है। खोपड़ी के लिए विकिरण खुराक का बी (एन, α) ली भाग बी. एन. सी. टी. के समय रक्त में मापा बोरॉन सांद्रता पर आधारित है, यह मानते हुए कि रक्तः 1.5:1 का खोपड़ी बोरॉन सांद्रता अनुपात और 2.5 की त्वचा में बी. पी. ए. के लिए एक यौगिक जैविक प्रभावशीलता (सी. बी. ई.) कारक है। एक सापेक्ष जैविक प्रभावशीलता (आरबीई) या 3.2 के सीबीई कारक का उपयोग बीम के उच्च-एलईटी घटकों, जैसे कि अल्फा कणों के लिए सभी ऊतकों में किया गया है। आर. बी. ई. कारक का उपयोग विभिन्न प्रकार के आयनीकरण विकिरण की जैविक प्रभावशीलता की तुलना करने के लिए किया जाता है। उच्च-एल. ई. टी. घटकों में सामान्य ऊतक नाइट्रोजन के साथ ग्रहण प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप प्रोटॉन शामिल हैं, और हाइड्रोजन के साथ तेज न्यूट्रॉन की टक्कर के परिणामस्वरूप पुनरावर्तन प्रोटॉन शामिल हैं। इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि नैदानिक विकिरणों के लिए विकिरण खुराक के अनुमान के लिए प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त मूल्यों का उपयोग करने के लिए मनुष्यों में बोरॉन वितरण एजेंट का ऊतक वितरण प्रयोगात्मक पशु मॉडल के समान होना चाहिए। कम्प्यूटेशनल डोसिमेट्री और उपचार योजना से संबंधित अधिक विस्तृत जानकारी के लिए, इच्छुक पाठकों को इस विषय पर एक व्यापक समीक्षा के लिए भेजा जाता है। बोरॉन वितरण एजेंट बी. एन. सी. टी. के लिए बोरॉन वितरण एजेंटों का विकास 1960 के दशक की शुरुआत में शुरू हुआ और यह एक निरंतर और कठिन कार्य है। बी. एन. सी. टी. में संभावित उपयोग के लिए वितरण एजेंटों वाले कई बोरॉन-10 को संश्लेषित किया गया है। एक सफल बोरॉन डिलीवरी एजेंट के लिए सबसे महत्वपूर्ण आवश्यकताएं हैंः कम प्रणालीगत विषाक्तता और उच्च ट्यूमर ग्रहण के साथ सामान्य ऊतक का सेवन और साथ ही उच्च ट्यूमरः मस्तिष्क (टीःबीआर) और ट्यूमरः रक्त (टीःबीएल) एकाग्रता अनुपात (> 3-4:1); ~ 20-50 माइक्रोग्राम बी/जी ट्यूमर की सीमा में ट्यूमर की सांद्रता; रक्त और सामान्य ऊतकों से तेजी से निकासी और बीएनसीटी के दौरान ट्यूमर में दृढ़ता। हालाँकि, 2021 तक कोई भी बोरॉन डिलीवरी एजेंट इन सभी मानदंडों को पूरा नहीं करता है। नई रासायनिक कृत्रिम तकनीकों के विकास और एक प्रभावी एजेंट और उनके वितरण के तरीकों के लिए आवश्यक जैविक और जैव रासायनिक आवश्यकताओं के ज्ञान में वृद्धि के साथ, नए बोरॉन एजेंटों की एक विस्तृत विविधता सामने आई है (तालिका 1 में उदाहरण देखें)। हालांकि, इनमें से केवल एक यौगिक का बड़े जानवरों में परीक्षण किया गया है, और केवल बोरोनोफिनाइललैनिन (बी. पी. ए.) और सोडियम बोरोकैप्टेट (बी. एस. एच.) का चिकित्सकीय रूप से उपयोग किया गया है। डिलीवरी एजेंटों को किसी भी क्रम में सूचीबद्ध नहीं किया गया है जो बी. एन. सी. टी. के लिए उनकी संभावित उपयोगिता को इंगित करता है। बोरोनेटेड पोर्फिरिन (बी. ओ. पी. पी.) को छोड़कर इनमें से किसी भी एजेंट का मूल्यांकन चूहों और चूहों से बड़े किसी भी जानवर में नहीं किया गया है, जिसका मूल्यांकन कुत्तों में भी किया गया है। हालाँकि, कुत्तों में बी. ओ. पी. पी. की गंभीर विषाक्तता के कारण, आगे कोई अध्ययन नहीं किया गया। कैंसर के न्यूट्रॉन कैप्चर थेरेपी के लिए बार्थ, आर. एफ., एम. आई., पी., और यांग, डब्ल्यू., बोरॉन डिलीवरी एजेंट, कैंसर कम्युनिकेशंस, 38:35 (2018) को एक अद्यतन समीक्षा के लिए देखें। इस तालिका में उपयोग किए गए संक्षिप्त शब्दों को निम्नानुसार परिभाषित किया गया हैः बीएनसीटी, बोरॉन न्यूट्रॉन कैप्चर थेरेपी; डीएनए, डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड; ईजीएफ, एपिडर्मल ग्रोथ फैक्टर; ईजीएफआर, एपिडर्मल ग्रोथ फैक्टर रिसेप्टर; एमओएबीएस, मोनोक्लोनल एंटीबॉडी; वीईजीएफ, वैस्कुलर एंडोथेलियल ग्रोथ फैक्टर। बोरॉन वितरण एजेंटों के विकास में प्रमुख चुनौती सामान्य ऊतकों को न्यूनतम विकिरण के साथ ट्यूमर के स्थान पर विकिरण की चिकित्सीय खुराक का उत्पादन करने के लिए पर्याप्त बोरॉन सांद्रता (20-50 μg/g ट्यूमर) प्राप्त करने के लिए चयनात्मक ट्यूमर लक्ष्यीकरण की आवश्यकता रही है। सामान्य मस्तिष्क कोशिकाओं की उपस्थिति में सूजन ट्यूमर (ग्लियोमा) कोशिकाओं का चयनात्मक विनाश शरीर में अन्य स्थलों पर घातकता की तुलना में और भी बड़ी चुनौती का प्रतिनिधित्व करता है। घातक ग्लियोमा सामान्य मस्तिष्क में अत्यधिक घुसपैठ करते हैं, ऊतकीय रूप से विविध, अपने जीनोमिक प्रोफाइल में विषम होते हैं और इसलिए उन सभी को मारना बहुत मुश्किल होता है। गैडोलिनियम न्यूट्रॉन कैपचर थेरेपी (जी. डी. एन. सी. टी.) निम्नलिखित कारणों से एन. सी. टी. के लिए एक कैपचर एजेंट के रूप में गैडोलिनियम-157 (जी. डी.) के संभावित उपयोग में भी कुछ रुचि रही हैः सबसे पहले, और सबसे महत्वपूर्ण, इसका 254,000 बार्न का बहुत उच्च न्यूट्रॉन कैपचर क्रॉस सेक्शन रहा है। दूसरा, गैडोलीनियम यौगिक, जैसे जी. डी.-डी. टी. पी. ए. (गैडोपेंटेट डाइमेग्लुमाइन मैग्नेविस्ट), का उपयोग नियमित रूप से मस्तिष्क ट्यूमर के चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एम. आर. आई.) के लिए विपरीत एजेंटों के रूप में किया जाता है और ऊतक संवर्धन (इन विट्रो) में मस्तिष्क ट्यूमर कोशिकाओं द्वारा उच्च ग्रहण दिखाया गया है। तीसरा, गामा किरणें और आंतरिक रूपांतरण और ऑगर इलेक्ट्रॉन Gd (n, γ) Gd ग्रहण प्रतिक्रिया (Gd + n (0.025eV) → [Gd] → Gd + γ + 7.94 MeV) के उत्पाद हैं। यद्यपि गामा किरणों की पथ लंबाई लंबी होती है, अल्फा कणों की तुलना में प्रवेश की गहराई अधिक होती है, अन्य विकिरण उत्पादों (आंतरिक रूपांतरण और ऑगर इलेक्ट्रॉन) की पथ लंबाई लगभग एक कोशिका व्यास की होती है और सीधे डीएनए को नुकसान पहुंचा सकती है। इसलिए, यह डी. एन. ए. क्षति के उत्पादन के लिए अत्यधिक फायदेमंद होगा यदि जी. डी. को कोशिका नाभिक के भीतर स्थानीयकृत किया जाए। हालांकि, जैविक रूप से सक्रिय अणुओं में गैडोलीनियम को शामिल करने की संभावना बहुत सीमित है और जी. डी. एन. सी. टी. के लिए केवल कम संख्या में संभावित वितरण एजेंटों का मूल्यांकन किया गया है। जी. डी. के साथ अपेक्षाकृत कम अध्ययन प्रयोगात्मक जानवरों में बोरॉन युक्त यौगिकों (तालिका 1) के साथ बड़ी संख्या की तुलना में किए गए हैं, जिन्हें प्रयोगात्मक जानवरों (विवो में) में संश्लेषित और मूल्यांकन किया गया है। हालाँकि इन विट्रो गतिविधि को जी. डी.-युक्त एम. आर. आई. कंट्रास्ट एजेंट मैग्नेविस्ट को जी. डी. डिलीवरी एजेंट के रूप में उपयोग करके प्रदर्शित किया गया है, प्रयोगात्मक पशु ट्यूमर मॉडल में जी. डी. एन. सी. टी. की प्रभावकारिता का प्रदर्शन करने वाले बहुत कम अध्ययन हैं, और जैसा कि साहित्य में उद्धरणों की कमी से पता चलता है, जी. डी. एन. सी. टी. का उपयोग 2019 तक मनुष्यों में चिकित्सकीय रूप से नहीं किया गया है। न्यूट्रॉन स्रोत नैदानिक अध्ययन 2014 तक न्यूट्रॉन स्रोतों के रूप में परमाणु रिएक्टरों का उपयोग करते हुए, एन. सी. टी. के लिए न्यूट्रॉन स्रोत परमाणु रिएक्टरों तक सीमित थे। रिएक्टर-व्युत्पन्न न्यूट्रॉनों को उनकी ऊर्जाओं के अनुसार थर्मल (ई <0.5 ईवी), एपिथर्मल (0.5 ईवी <ई <10 केवी), या तेज (ई> 10 केवी) के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। बी. एन. सी. टी. के लिए तापीय न्यूट्रॉन सबसे महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे आमतौर पर बी (एन, α) ली ग्रहण प्रतिक्रिया शुरू करते हैं। हालाँकि, क्योंकि उनमें प्रवेश की एक सीमित गहराई होती है, एपिथर्मल न्यूट्रॉन, जो ऊर्जा खो देते हैं और ऊतकों में प्रवेश करते समय थर्मल रेंज में आ जाते हैं, का उपयोग मेलेनोमा जैसे त्वचा ट्यूमर के अलावा नैदानिक चिकित्सा के लिए नहीं किया जाता है। बहुत अच्छी न्यूट्रॉन किरण गुणवत्ता वाले कई परमाणु रिएक्टर विकसित किए गए हैं और चिकित्सकीय रूप से उपयोग किए गए हैं। इनमें शामिल हैंः कुमटोरी, जापान में क्योटो विश्वविद्यालय अनुसंधान रिएक्टर संस्थान (केयूआरआरआई); मैसाचुसेट्स प्रौद्योगिकी अनुसंधान रिएक्टर संस्थान (एमआईटीआर); वीटीटी तकनीकी अनुसंधान केंद्र, एस्पू, फिनलैंड में एफआईआर1 (ट्रिगा एमके II) अनुसंधान रिएक्टर; बारिलोचे, अर्जेंटीना में आरए-6 सीएनईए रिएक्टर; नीदरलैंड में पेटेन में हाई फ्लक्स रिएक्टर (एचएफआर); और राष्ट्रीय त्सिंग हुआ विश्वविद्यालय, सिंचू, ताइवान में त्सिंग हुआ ओपन-पूल रिएक्टर (टीएचओआर)। जापान परमाणु ऊर्जा एजेंसी, टोकाई, जापान में जे. आर. आर.-4 बीजिंग, चीन में एक मुक्त-स्थायी सुविधा में एक कॉम्पैक्ट इन-हॉस्पिटल न्यूट्रॉन इरेडिएटर (आई. एच. एन. आई.)। मई 2021 तक, अर्जेंटीना, चीन और ताइवान में केवल रिएक्टरों का अभी भी चिकित्सकीय रूप से उपयोग किया जा रहा है। यह अनुमान लगाया गया है कि 2022 में कुछ समय की शुरुआत में, फिनलैंड में नैदानिक अध्ययन न्यूट्रॉन थेरेप्यूटिक्स, डैनवर्स, मैसाचुसेट्स द्वारा संयुक्त राज्य अमेरिका में डिजाइन और निर्मित एक त्वरक न्यूट्रॉन स्रोत का उपयोग करेंगे। ब्रेन ट्यूमर के लिए बी. एन. सी. टी. का नैदानिक अध्ययन अमेरिका और जापान में प्रारंभिक अध्ययन 1950 के दशक तक न्यूयॉर्क में ब्रुकहेवन नेशनल लेबोरेटरी (बी. एन. एल.) में फार द्वारा और मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एम. आई. टी.) परमाणु रिएक्टर (एम. आई. टी. आर.) और बोरॉन वितरण एजेंट के रूप में कई अलग-अलग कम आणविक भार वाले बोरॉन यौगिकों का उपयोग करके मैसाचुसेट्स जनरल अस्पताल (एम. जी. एच.) में स्वीट और ब्राउनेल द्वारा पहला नैदानिक परीक्षण शुरू नहीं किया गया था। हालाँकि, इन अध्ययनों के परिणाम निराशाजनक थे, और 1990 के दशक तक संयुक्त राज्य अमेरिका में आगे कोई नैदानिक परीक्षण नहीं किए गए थे। एमजीएच में स्वीट्स प्रयोगशाला में दो साल की फुलब्राइट फेलोशिप के बाद, 1967 में जापान में हिरोशी हातानाका द्वारा नैदानिक अध्ययन शुरू किए गए थे। उन्होंने एक कम ऊर्जा वाले थर्मल न्यूट्रॉन बीम का उपयोग किया, जिसमें कम ऊतक भेदक गुण थे, और बोरॉन वितरण एजेंट के रूप में सोडियम बोरोकैप्टेट (बीएसएच), जिसका मूल्यांकन एमजीएच में अल्बर्ट सोलोवे द्वारा बोरॉन वितरण एजेंट के रूप में किया गया था। हटनाका की प्रक्रिया में, जितना संभव हो सके ट्यूमर को शल्य चिकित्सा द्वारा विच्छेदित किया गया था ("डिबल्किंग"), और उसके बाद कुछ समय में, बीएसएच को एक धीमी जलसेक द्वारा प्रशासित किया गया था, आमतौर पर अंतः-धमनी, लेकिन बाद में अंतःशिरा रूप से। बारह से 14 घंटे बाद, बी. एन. सी. टी. को कम-ऊर्जा थर्मल न्यूट्रॉन बीम का उपयोग करके कई अलग-अलग परमाणु रिएक्टरों में से एक या दूसरे पर किया गया था। थर्मल न्यूट्रॉन किरणों के खराब ऊतक-भेदक गुणों के कारण त्वचा को प्रतिबिंबित करने और एक हड्डी के फ्लैप को ऊपर उठाने की आवश्यकता होती है ताकि उजागर मस्तिष्क को सीधे विकिरणित किया जा सके, एक प्रक्रिया जिसका उपयोग पहली बार स्वीट और उनके सहयोगियों द्वारा किया गया था। लगभग 200 से अधिक रोगियों का इलाज हातनाका और बाद में उनके सहयोगी नाकागावा द्वारा किया गया। रोगी आबादी की विषमता के कारण, ट्यूमर के सूक्ष्म निदान और इसके ग्रेड, आकार और रोगियों की सामान्य दैनिक गतिविधियों को करने की क्षमता (कार्नोफ्स्की प्रदर्शन स्थिति) के संदर्भ में, चिकित्सीय प्रभावकारिता के बारे में निश्चित निष्कर्ष निकालना संभव नहीं था। हालाँकि, जीवित रहने के आंकड़े उस समय मानक चिकित्सा द्वारा प्राप्त आंकड़ों से बदतर नहीं थे, और ऐसे कई रोगी थे जो लंबे समय तक जीवित रहे, और सबसे अधिक संभावना है कि वे अपने मस्तिष्क ट्यूमर से ठीक हो गए थे। संयुक्त राज्य अमेरिका और जापान में ब्रेन ट्यूमर के रोगियों के आगे के नैदानिक अध्ययन 1990 के दशक के मध्य में संयुक्त राज्य अमेरिका में चानाना, डियाज़ और कोडेरे और उनके सहकर्मियों द्वारा ब्रुकहेवन नेशनल लेबोरेटरी में ब्रुकहेवन मेडिकल रिसर्च रिएक्टर (बी. एम. आर. आर.) और हार्वर्ड/मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एम. आई. टी.) में एम. आई. टी. रिसर्च रिएक्टर (एम. आई. टी. आर.) का उपयोग करके फिर से शुरू किए गए थे। पहली बार, बी. पी. ए. का उपयोग बोरान वितरण एजेंट के रूप में किया गया था, और रोगियों को उच्च ऊर्जा वाले एपिथर्मल न्यूट्रॉन की एक मिश्रित किरण के साथ विकिरणित किया गया था, जिसमें थर्मल न्यूट्रॉन की तुलना में अधिक ऊतक-भेदक गुण थे। बेथ इज़राइल डिकोनेस मेडिकल सेंटर/हार्वर्ड मेडिकल स्कूल और एम. आई. टी. में ज़मेनहॉफ़ के नेतृत्व में एक शोध समूह ने नैदानिक परीक्षणों के लिए एपिथर्मल न्यूट्रॉन बीम का उपयोग करने वाला पहला व्यक्ति था। प्रारंभ में त्वचीय मेलेनोमा के रोगियों का इलाज किया गया और इसका विस्तार मस्तिष्क ट्यूमर, विशेष रूप से मस्तिष्क के लिए मेलेनोमा मेटास्टैटिक और प्राथमिक ग्लियोब्लास्टोमा (जी. बी. एम.) के रोगियों को शामिल करने के लिए किया गया। शोध दल में एम. आई. टी. में ओटो हार्लिंग और बोस्टन में बेथ इज़राइल डिकोनेस मेडिकल सेंटर में रेडिएशन ऑन्कोलॉजिस्ट पॉल बस्से शामिल थे। हार्वर्ड-एम. आई. टी. शोध समूह द्वारा कुल 22 रोगियों का इलाज किया गया। त्वचीय मेलेनोमा वाले पाँच रोगियों का भी एम. आई. टी. अनुसंधान रिएक्टर (एम. आई. टी. आर.-II) में एक एपिथर्मल न्यूट्रॉन बीम का उपयोग करके इलाज किया गया और बाद में मस्तिष्क ट्यूमर वाले रोगियों का इलाज एम. आई. टी. रिएक्टर में एक पुनः डिज़ाइन किए गए बीम का उपयोग करके किया गया, जिसमें मूल एम. आई. टी. आर.-II बीम और बी. पी. ए. से कहीं बेहतर विशेषताएं थीं। हार्वर्ड-एम. आई. टी. में इलाज किए गए मामलों के नैदानिक परिणाम का सारांश बुसे द्वारा दिया गया है। हालांकि उपचार अच्छी तरह से सहन किया गया था, पारंपरिक बाहरी बीम एक्स-विकिरण प्राप्त करने वालों की तुलना में बीएनसीटी प्राप्त करने वाले रोगियों के औसत उत्तरजीविता समय (एमएसटी) में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं थे। जापान के ओसाका मेडिकल कॉलेज में शिन-इची मियाटाके और शिनजी कावाबाता ने बी. पी. ए. (500 मिलीग्राम/किग्रा) को या तो अकेले या बी. एस. एच. (100 मिलीग्राम/किग्रा) के संयोजन में नियोजित करते हुए व्यापक नैदानिक अध्ययन किए हैं। 2 घंटे से अधिक, उसके बाद क्योटो विश्वविद्यालय अनुसंधान रिएक्टर संस्थान (केयूआरआरआई) में न्यूट्रॉन विकिरण। उनके पहले परीक्षणों में उच्च श्रेणी के ग्लियोमा वाले 10 रोगियों का औसत उत्तरजीविता समय (एम. एस. टी.) 15.6 महीने था, जिसमें एक दीर्घकालिक उत्तरजीवी (> 5 वर्ष) था। प्रयोगात्मक पशु डेटा के आधार पर, जिससे पता चला कि बी. एन. सी. टी. ने एक्स-विकिरण के साथ संयोजन में अकेले बी. एन. सी. टी. की तुलना में बेहतर उत्तरजीविता का उत्पादन किया, मियाटेक और कावाबाता ने बी. एन. सी. टी. को संयुक्त किया, जैसा कि ऊपर वर्णित है, एक एक्स-रे बूस्ट के साथ। 20 से 30 Gy की कुल खुराक दी गई, जिसे 2 Gy दैनिक अंशों में विभाजित किया गया। रोगियों के इस समूह का एम. एस. टी. 23.5 महीने का था और बालों के झड़ने (खालित्य) के अलावा कोई महत्वपूर्ण विषाक्तता नहीं देखी गई। हालांकि, इन रोगियों के एक महत्वपूर्ण उपसमूह, जिनमें से एक उच्च अनुपात में छोटे कोशिका संस्करण ग्लियोब्लास्टोमा थे, ने अपने ट्यूमर के प्रमस्तिष्कमेरु द्रव प्रसार को विकसित किया। मियाटेक और उनके सहकर्मियों ने आवर्ती उच्च श्रेणी के मेनिन्जियोमा (एच. जी. एम.) वाले 44 रोगियों के एक समूह का भी इलाज किया है जो अन्य सभी चिकित्सीय दृष्टिकोणों के लिए अपवर्तक थे। नैदानिक आहार में जापान के कुमटोरी में क्योटो विश्वविद्यालय अनुसंधान रिएक्टर संस्थान में न्यूट्रॉन विकिरण से दो घंटे पहले बोरोनोफिनाइललैनिन का अंतःशिरा प्रशासन शामिल था। ट्यूमर सिकुड़ने के रेडियोग्राफिक साक्ष्य, प्रारंभिक निदान के बाद समग्र उत्तरजीविता (ओएस), बीएनसीटी के बाद ओएस और उपचार की विफलता से जुड़े रेडियोग्राफिक पैटर्न का उपयोग करके प्रभावशीलता का निर्धारण किया गया था। बी. एन. सी. टी. के बाद औसत ओ. एस. 29.6 महीने और निदान के 98.4 महीने बाद था। निम्न श्रेणी के ट्यूमर वाले रोगियों में बेहतर प्रतिक्रिया देखी गई। 36 में से 35 रोगियों में, ट्यूमर सिकुड़ गया था, और औसत प्रगति-मुक्त उत्तरजीविता (पी. एफ. एस.) 13.7 महीने थी। रोगियों के ट्यूमर का अच्छा स्थानीय नियंत्रण था, जैसा कि इस तथ्य से पता चलता है कि उनमें से केवल 22.2% ने अपने ट्यूमर की स्थानीय पुनरावृत्ति का अनुभव किया। इन परिणामों से, यह निष्कर्ष निकाला गया कि बी. एन. सी. टी. स्थानीय रूप से ट्यूमर के विकास को नियंत्रित करने, ट्यूमर को सिकोड़ने और चिकित्सीय रूप से अपवर्तक एच. जी. एम. वाले रोगियों में स्वीकार्य सुरक्षा के साथ जीवित रहने में सुधार करने में प्रभावी था। यामामोटो एट अल द्वारा किए गए एक अन्य जापानी परीक्षण में, बी. पी. ए. और बी. एस. एच. को 1 घंटे से अधिक समय तक लगाया गया, इसके बाद बी. एन. सी. टी. को जापान रिसर्च रिएक्टर (जे. आर. आर.)-4 रिएक्टर में लगाया गया। बी. एन. सी. टी. पूरा होने के बाद रोगियों को बाद में एक्स-रे बूस्ट मिला। समग्र औसत उत्तरजीविता समय (एम. ई. एस. टी.) 27.1 महीने था, और 1 वर्ष और 2 वर्ष उत्तरजीविता दर क्रमशः 87.5 और 62.5% थी। मियाटेक, कावाबाता और यामामोटो की रिपोर्टों के आधार पर, बी. एन. सी. टी. को एक्स-रे बूस्ट के साथ मिलाकर एक महत्वपूर्ण चिकित्सीय लाभ प्राप्त किया जा सकता है। हालांकि, इस संयुक्त चिकित्सा को अकेले या कीमोथेरेपी और इम्यूनोथेरेपी सहित अन्य दृष्टिकोणों के साथ संयोजन में अनुकूलित करने और एक बड़ी रोगी आबादी का उपयोग करके इसका मूल्यांकन करने के लिए आगे के अध्ययन की आवश्यकता है। फिनलैंड में नैदानिक अध्ययन फिनिश बी. एन. सी. टी. कार्यक्रम के तकनीकी और भौतिक पहलुओं को सावोलाइनेन एट अल द्वारा काफी विस्तार से वर्णित किया गया है। हेलसिंकी विश्वविद्यालय केंद्रीय अस्पताल और फिनलैंड के वी. टी. टी. तकनीकी अनुसंधान केंद्र में हेइक्की जोएंसु और लीना कानकानरांटा के नेतृत्व में चिकित्सकों की एक टीम और इरो ऑटेरिनेन और हन्ना कोइवुनोरो के नेतृत्व में परमाणु इंजीनियरों की एक टीम ने बार-बार होने वाले घातक ग्लियोमा (ग्लियोब्लास्टोमा) और सिर और गर्दन के कैंसर के लगभग 200 से अधिक रोगियों का इलाज किया है, जो मानक चिकित्सा से गुजरे थे, और बाद में बोरॉन वितरण एजेंट के रूप में बी. पी. ए. का उपयोग करते हुए अपनी पुनरावृत्ति के समय बी. एन. सी. टी. प्राप्त किया था। ग्लियोमा के रोगियों में प्रगति का औसत समय 3 महीने था, और कुल मिलाकर एमईएसटी 7 महीने था। बार-बार होने वाले घातक ग्लियोमा वाले रोगियों में अन्य रिपोर्ट किए गए परिणामों के साथ इन परिणामों की तुलना करना मुश्किल है, लेकिन वे बार-बार होने वाले ट्यूमर वाले रोगियों में बचाव चिकित्सा के रूप में बी. एन. सी. टी. का उपयोग करने वाले भविष्य के अध्ययनों के लिए एक प्रारंभिक बिंदु हैं। वित्तीय सहित विभिन्न कारणों से, इस सुविधा में आगे कोई अध्ययन नहीं किया गया है, जिसे बंद कर दिया गया है। हालांकि, न्यूट्रॉन थेरेप्यूटिक्स द्वारा डिजाइन और निर्मित एक त्वरक का उपयोग करके बीएनसीटी उपचार के लिए एक नई सुविधा स्थापित की गई है। इस त्वरक को विशेष रूप से एक अस्पताल में उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया गया था, और 2021 में डोसिमेट्रिक अध्ययन पूरा होने के बाद बी. एन. सी. टी. उपचार और नैदानिक अध्ययन किए जाएंगे। फिनिश और विदेशी दोनों रोगियों का इस सुविधा में इलाज होने की उम्मीद है। स्वीडन में नैदानिक अध्ययन रिएक्टर न्यूट्रॉन स्रोतों का उपयोग करके बी. एन. सी. टी. के साथ मस्तिष्क ट्यूमर के इलाज पर इस खंड को समाप्त करने के लिए, एक नैदानिक परीक्षण जो स्टड्सविक, स्वीडन में स्टेनस्टैम, स्कॉल्ड, कैपाला और उनके सहकर्मियों द्वारा स्टड्सविक परमाणु रिएक्टर द्वारा उत्पादित एक एपिथर्मल न्यूट्रॉन बीम का उपयोग करके किया गया था, जिसमें मूल रूप से संयुक्त राज्य अमेरिका और जापान में उपयोग किए जाने वाले थर्मल बीम की तुलना में अधिक ऊतक प्रवेश गुण थे, को संक्षेप में संक्षेप में प्रस्तुत किया जाएगा। यह अध्ययन पिछले सभी नैदानिक परीक्षणों से काफी अलग था जिसमें प्रशासित बी. पी. ए. की कुल मात्रा (900 मिलीग्राम/कि. ग्रा.) बढ़ाई गई थी, और इसे आई. वी. 6 घंटे से अधिक। यह ग्लियोमा असर वाले चूहों में प्रायोगिक पशु अध्ययनों पर आधारित था जो 6 घंटे के जलसेक के बाद ट्यूमर कोशिकाओं में घुसपैठ करके बी. पी. ए. के बढ़े हुए ग्रहण को प्रदर्शित करता है। इस अध्ययन में नामांकित 30 रोगियों द्वारा बी. पी. ए. के लंबे जलसेक समय को अच्छी तरह से सहन किया गया था। सभी का 2 क्षेत्रों के साथ इलाज किया गया, और औसत पूरे मस्तिष्क की खुराक 3.2-6.1 Gy (भारित) थी, और ट्यूमर की न्यूनतम खुराक 15.4 से 54.3 Gy (डब्ल्यू) तक थी। परिणामों के मूल्यांकन के संबंध में स्वीडिश जांचकर्ताओं के बीच कुछ असहमति रही है। अधूरे उत्तरजीविता आंकड़ों के आधार पर, एम. ई. एस. टी. को 14.2 महीने के रूप में रिपोर्ट किया गया था और ट्यूमर की प्रगति का समय 5.8 महीने था। हालांकि, पूरी तरह से जीवित रहने के आंकड़ों की अधिक सावधानीपूर्वक जांच से पता चला कि शल्य चिकित्सा की मानक चिकित्सा प्राप्त करने वाले रोगियों के लिए रिपोर्ट किए गए 15 महीने की तुलना में एम. ई. एस. टी. 17.7 महीने था, इसके बाद रेडियोथेरेपी (आर. टी.) और दवा टेमोज़ोलोमाइड (टी. एम. जेड.) थी। इसके अलावा, बी. एन. सी. टी. (14 प्रतिशत) के बाद प्रतिकूल घटनाओं की आवृत्ति अकेले विकिरण चिकित्सा (आर. टी.) के बाद (21 प्रतिशत) की तुलना में कम थी और ये दोनों टी. एम. जेड. के संयोजन में आर. टी. के बाद देखी गई घटनाओं की तुलना में कम थीं। यदि बी. पी. ए. की उच्च खुराक और 6 घंटे के जलसेक समय का उपयोग करके प्राप्त इस बेहतर उत्तरजीविता डेटा की पुष्टि दूसरों द्वारा की जा सकती है, अधिमानतः एक यादृच्छिक नैदानिक परीक्षण में, यह मस्तिष्क ट्यूमर के बी. एन. सी. टी. में एक महत्वपूर्ण कदम आगे का प्रतिनिधित्व कर सकता है, विशेष रूप से यदि एक फोटॉन बूस्ट के साथ संयुक्त किया जाए। एक्स्ट्राक्रैनियल ट्यूमर सिर और गर्दन के कैंसर के लिए बी. एन. सी. टी. का नैदानिक अध्ययन पिछले 15 वर्षों में एकल सबसे महत्वपूर्ण नैदानिक प्रगति सिर और गर्दन क्षेत्र के आवर्ती ट्यूमर वाले रोगियों के इलाज के लिए बी. एन. सी. टी. का अनुप्रयोग रहा है जो अन्य सभी चिकित्सा में विफल रहे थे। ये अध्ययन सबसे पहले काटो एट अल द्वारा शुरू किए गए थे। जापान में। और बाद में कई अन्य जापानी समूहों और फिनलैंड में कंकानरांटा, जोएन्सु, ऑटेरिनेन, कोइवुनोरो और उनके सहकर्मियों द्वारा अनुसरण किया गया। इन सभी अध्ययनों ने बी. पी. ए. को बोरान वितरण एजेंट के रूप में नियोजित किया, आमतौर पर अकेले लेकिन कभी-कभी बी. एस. एच. के साथ संयोजन में। विभिन्न प्रकार के हिस्टोपैथोलॉजिकल प्रकार के ट्यूमर वाले रोगियों के एक बहुत ही विषम समूह का इलाज किया गया है, जिनमें से सबसे बड़ी संख्या में बार-बार होने वाले स्क्वैमस सेल कार्सिनोमा थे। कटो एट अल। उन्होंने दूर-उन्नत कैंसर वाले 26 रोगियों की एक श्रृंखला के बारे में बताया है जिनके लिए आगे कोई उपचार विकल्प नहीं थे। या तो बी. पी. ए. + बी. एस. एच. या बी. पी. ए. अकेले 1 या 2 घंटे यानी आई. वी. द्वारा प्रशासित किया जाता था। जलसेक, और इसके बाद बी. एन. सी. टी. ने एक एपिथर्मल बीम का उपयोग किया। इस श्रृंखला में, 12 मामलों में पूर्ण प्रतिगमन, 10 आंशिक प्रतिगमन और 3 मामलों में प्रगति हुई। एम. एस. टी. 13.6 महीने का था, और 6 साल का उत्तरजीविता 24 प्रतिशत था। महत्वपूर्ण उपचार संबंधी जटिलताओं ("प्रतिकूल" घटनाओं) में क्षणिक म्यूकोसाइटिस, खालित्य और, शायद ही कभी, मस्तिष्क नेक्रोसिस और ऑस्टियोमाइलाइटिस शामिल थे। कनकनरांता और अन्य। सिर और गर्दन क्षेत्र के निष्क्रिय, स्थानीय रूप से आवर्ती स्क्वैमस सेल कार्सिनोमा वाले 30 रोगियों के संभावित चरण I/II अध्ययन में अपने परिणामों की सूचना दी है। रोगियों को या तो दो या, कुछ उदाहरणों में, बी. पी. ए. (400 मि. ग्रा./कि. ग्रा.) का उपयोग करके एक बी. एन. सी. टी. उपचार प्राप्त हुआ, जिसे प्रशासित किया गया। 2 घंटे से अधिक, न्यूट्रॉन विकिरण के बाद। 29 मूल्यांकन किए गए रोगियों में से 76 प्रतिशत की समग्र प्रतिक्रिया दर के साथ 13 पूर्ण और 9 आंशिक छूट थे। सबसे आम प्रतिकूल घटना मौखिक म्यूकोसाइटिस, मौखिक दर्द और थकान थी। नैदानिक परिणामों के आधार पर, यह निष्कर्ष निकाला गया कि बी. एन. सी. टी. निष्क्रिय, पहले से विकिरणित सिर और गर्दन के कैंसर के रोगियों के उपचार के लिए प्रभावी था। कुछ प्रतिक्रियाएं टिकाऊ थीं लेकिन प्रगति आम थी, आमतौर पर पहले बार-बार होने वाले ट्यूमर के स्थान पर। जैसा कि न्यूट्रॉन स्रोतों पर खंड में पहले संकेत दिया गया था, फिनलैंड में सभी नैदानिक अध्ययन समाप्त हो गए हैं, जिसमें सीधे तौर पर शामिल दो कंपनियों, वी. टी. टी. और बोनेका की आर्थिक कठिनाइयाँ शामिल हैं। हालांकि, न्यूट्रॉन थेरेप्यूटिक्स द्वारा डिजाइन और निर्मित और हेलसिंकी विश्वविद्यालय अस्पताल में स्थापित एक त्वरक न्यूट्रॉन स्रोत का उपयोग करके नैदानिक अध्ययन 2022 तक पूरी तरह से कार्यात्मक होना चाहिए। अंत में, ताइपे वेटरन्स जनरल अस्पताल में लिंग-वेई वांग और उनके सहकर्मियों के नेतृत्व में ताइवान में एक समूह ने राष्ट्रीय त्सिंग हुआ विश्वविद्यालय के त्सिंग हुआ ओपन-पूल रिएक्टर (टीएचओआर) में स्थानीय रूप से बार-बार होने वाले सिर और गर्दन के कैंसर के 17 रोगियों का इलाज किया है। दो साल का समग्र उत्तरजीविता 47 प्रतिशत था और दो साल का स्थानीय-क्षेत्रीय नियंत्रण 28 प्रतिशत था। उनके उपचार नियम को और अधिक अनुकूलित करने के लिए आगे के अध्ययन प्रगति पर हैं। अन्य प्रकार के ट्यूमर मेलानोमा और एक्स्ट्रामैमरी पेजट्स रोग अन्य एक्स्ट्राक्रैनियल ट्यूमर जिनका बी. एन. सी. टी. के साथ इलाज किया गया है, उनमें घातक मेलेनोमा शामिल हैं। मूल अध्ययन जापान में स्वर्गीय युटाका मिशिमा और उनकी नैदानिक टीम द्वारा कोबे विश्वविद्यालय में त्वचा विज्ञान विभाग में स्थानीय रूप से इंजेक्ट किए गए बी. पी. ए. और एक थर्मल न्यूट्रॉन बीम का उपयोग करके किए गए थे। यह इंगित करना महत्वपूर्ण है कि यह मिशिमा ही थे जिन्होंने पहली बार बोरॉन वितरण एजेंट के रूप में बी. पी. ए. का उपयोग किया था, और इस दृष्टिकोण को बाद में कोडेरे एट अल के प्रयोगात्मक पशु अध्ययनों के आधार पर अन्य प्रकार के ट्यूमर तक बढ़ाया गया था। ब्रुकहेवन राष्ट्रीय प्रयोगशाला। लगभग सभी रोगियों में स्थानीय नियंत्रण हासिल किया गया था, और कुछ अपने मेलेनोमा से ठीक हो गए थे। सिर और गर्दन क्षेत्र के मेलेनोमा, योनि और जननांग क्षेत्र के एक्स्ट्रामैमरी पेजेट रोग वाले रोगियों का इलाज हिरत्सुका एट अल द्वारा किया गया है। आशाजनक नैदानिक परिणामों के साथ। मेलेनोमा के उपचार के लिए अर्जेंटीना में बीएनसीटी का पहला नैदानिक परीक्षण अक्टूबर 2003 में किया गया था और तब से त्वचीय मेलेनोमा के कई रोगियों का इलाज बारिलोचे में आरए-6 परमाणु रिएक्टर में चरण II नैदानिक परीक्षण के हिस्से के रूप में किया गया है। न्यूट्रॉन बीम में एक मिश्रित थर्मल-हाइपरथर्मल न्यूट्रॉन स्पेक्ट्रम होता है जिसका उपयोग सतही ट्यूमर के इलाज के लिए किया जा सकता है। बीजिंग में इन-हॉस्पिटल न्यूट्रॉन इरेडिएटर (आई. एच. एन. आई.) का उपयोग प्राथमिक घाव की पूरी प्रतिक्रिया के साथ त्वचीय मेलेनोमा के रोगियों की एक छोटी संख्या के इलाज के लिए किया गया है और 24 + महीने की अनुवर्ती अवधि के दौरान देर से विकिरण की चोट का कोई सबूत नहीं है। कोलोरेक्टल कैंसर, जो यकृत में फैल गया था, के दो रोगियों का ज़ोंटा और उनके सहकर्मियों द्वारा इटली के पाविया विश्वविद्यालय में इलाज किया गया है। पहला 2001 में और दूसरा 2003 के मध्य में इलाज किया गया था। रोगियों को आई. वी. दिया गया। बी. पी. ए. का जलसेक, जिसके बाद यकृत को हटा दिया जाता है (हेपेटेक्टॉमी), जिसे शरीर के बाहर विकिरणित किया जाता था (एक्स्ट्राकॉर्पोरियल बी. एन. सी. टी.) और फिर रोगी में पुनः प्रत्यारोपित किया जाता है। पहले रोगी ने उल्लेखनीय रूप से अच्छा प्रदर्शन किया और उपचार के बाद 4 साल से अधिक समय तक जीवित रहे, लेकिन दूसरे की हृदय संबंधी जटिलताओं के एक महीने के भीतर मृत्यु हो गई। स्पष्ट रूप से, यकृत मेटास्टेसिस के उपचार के लिए यह एक बहुत ही चुनौतीपूर्ण दृष्टिकोण है, और यह संभावना नहीं है कि इसका कभी भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाएगा। फिर भी, पहले रोगी में अच्छे नैदानिक परिणामों ने सिद्धांत का प्रमाण स्थापित किया। अंत में, जापान में मेजी फार्मास्युटिकल विश्वविद्यालय में यानागी और उनके सहयोगियों ने बी. एन. सी. टी. का उपयोग करके आवर्ती मलाशय के कैंसर के कई रोगियों का इलाज किया है। हालाँकि कोई दीर्घकालिक परिणाम सामने नहीं आए हैं, लेकिन अल्पकालिक नैदानिक प्रतिक्रियाओं के प्रमाण मिले हैं। न्यूट्रॉन स्रोत त्वरक के रूप में त्वरक अब नैदानिक बी. एन. सी. टी. के लिए एपिथर्मल न्यूट्रॉन का प्राथमिक स्रोत हैं। उनके संभावित उपयोग से संबंधित पहले पत्र 1980 के दशक में प्रकाशित हुए थे, और जैसा कि ब्लू और यांच द्वारा संक्षेप में बताया गया है, यह विषय 2000 के दशक की शुरुआत में अनुसंधान का एक सक्रिय क्षेत्र बन गया। हालाँकि, यह 2011 में जापान में फुकुशिमा परमाणु आपदा थी जिसने नैदानिक उपयोग के लिए उनके विकास को गति दी। त्वरक का उपयोग एपिथर्मल न्यूट्रॉन के उत्पादन के लिए भी किया जा सकता है। आज कई त्वरक-आधारित न्यूट्रॉन स्रोत (एबीएनएस) व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं या विकास के चरण में हैं। अधिकांश मौजूदा या नियोजित प्रणालियाँ न्यूट्रॉन उत्पन्न करने के लिए या तो लिथियम-7 प्रतिक्रिया, ली (पी, एन) बी या बेरिलियम-9 प्रतिक्रिया, 9 बी (पी, एन) 9 बी का उपयोग करती हैं, हालांकि अन्य परमाणु प्रतिक्रियाओं पर भी विचार किया गया है। लिथियम-7 अभिक्रिया के लिए 1.9 और 3.0 एम. ई. वी. के बीच ऊर्जा वाले एक प्रोटॉन त्वरक की आवश्यकता होती है, जबकि बेरिलियम-9 अभिक्रिया आमतौर पर 5 और 30 एम. ई. वी. के बीच ऊर्जा वाले त्वरक का उपयोग करती है। लिथियम-7 अभिक्रिया के लिए कम प्रोटॉन ऊर्जा की आवश्यकता के अलावा, इसका मुख्य लाभ उत्पादित न्यूट्रॉन की कम ऊर्जा है। यह बदले में छोटे मध्यस्थों, "स्वच्छ" न्यूट्रॉन किरणों और कम न्यूट्रॉन सक्रियण के उपयोग की अनुमति देता है। बेरिलियम-9 अभिक्रिया के लाभों में सरल लक्ष्य डिजाइन और निपटान, लंबे लक्ष्य जीवनकाल और कम आवश्यक प्रोटॉन बीम धारा शामिल हैं। चूँकि बी. एन. सी. टी. के लिए प्रोटॉन किरणें काफी शक्तिशाली (~ 20-100 के. डब्ल्यू.) होती हैं, इसलिए न्यूट्रॉन उत्पन्न करने वाले लक्ष्य में गर्मी को सुरक्षित रूप से और विश्वसनीय रूप से हटाने में सक्षम शीतलन प्रणाली शामिल होनी चाहिए ताकि लक्ष्य को क्षति से बचाया जा सके। लिथियम-7 के मामले में, यह आवश्यकता विशेष रूप से कम पिघलने बिंदु और लक्षित सामग्री की रासायनिक अस्थिरता के कारण महत्वपूर्ण है। इसे हल करने के लिए तरल जेट, सूक्ष्म-चैनल और घूर्णन लक्ष्यों को नियोजित किया गया है शोधकर्ताओं ने तरल लिथियम-7 लक्ष्यों के उपयोग का प्रस्ताव दिया है जिसमें लक्ष्य सामग्री शीतलक के रूप में दोगुनी हो जाती है। बेरिलियम-9 के मामले में, "पतले" लक्ष्यों को नियोजित किया जा सकता है, जिसमें प्रोटॉन आराम करने के लिए आते हैं और अपनी अधिकांश ऊर्जा शीतलन द्रव में जमा करते हैं। बीम एक्सपोजर ("फफोले") के कारण लक्ष्य क्षरण एक और समस्या है जिसे हल किया जाना चाहिए, या तो फफोले प्रतिरोधी सामग्री की परतों का उपयोग करके या एक बड़े लक्ष्य क्षेत्र पर प्रोटॉन फैलाकर। चूँकि परमाणु प्रतिक्रियाओं से 100 के. वी. से लेकर दसियों एम. ई. वी. तक की ऊर्जा वाले न्यूट्रॉन प्राप्त होते हैं, इसलिए वांछित एपिथर्मल ऊर्जा सीमा, न्यूट्रॉन बीम के आकार और दिशा को प्राप्त करने के लिए न्यूट्रॉन बीम को मध्यम करने, फ़िल्टर करने, प्रतिबिंबित करने और टकराने के लिए एक बीम शेपिंग असेंबली (बी. एस. ए.) का उपयोग किया जाना चाहिए। बीएसए आम तौर पर प्रत्येक कार्य के लिए वांछनीय परमाणु गुणों वाली सामग्री की एक श्रृंखला से बने होते हैं। एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए बीएसए को तेजी से न्यूट्रॉन, थर्मल न्यूट्रॉन और गामा संदूषण को कम करते हुए प्रति प्रोटॉन न्यूट्रॉन उपज को अधिकतम करना चाहिए। इसे एक तेजी से परिसीमित और आम तौर पर आगे की ओर निर्देशित बीम का उत्पादन करना चाहिए जो छिद्र के सापेक्ष रोगी की लचीली स्थिति को सक्षम करता है। एबीएनएस के लिए एक प्रमुख चुनौती उपचार के समय की अवधि हैः न्यूट्रॉन किरण की तीव्रता के आधार पर, उपचार में एक घंटे या उससे अधिक समय लग सकता है। इसलिए, स्थिरीकरण के दौरान रोगी के आराम के लिए और 24 घंटे की अवधि में इलाज किए जा सकने वाले रोगियों की संख्या बढ़ाने के लिए उपचार के समय को कम करना वांछनीय है। बीएसए को समायोजित करके एक ही प्रोटॉन धारा के लिए न्यूट्रॉन बीम की तीव्रता को बढ़ाना अक्सर कम बीम गुणवत्ता (बीम में अवांछित तेज न्यूट्रॉन या गामा किरणों के उच्च स्तर या खराब बीम कॉलिमेशन) की कीमत पर प्राप्त किया जाता है। इसलिए, एबीएनएस बीएनसीटी प्रणालियों द्वारा वितरित प्रोटॉन धारा को बढ़ाना प्रौद्योगिकी विकास कार्यक्रमों का एक प्रमुख लक्ष्य बना हुआ है। नीचे दी गई तालिका नैदानिक उपयोग के लिए मौजूदा या नियोजित एबीएनएस प्रतिष्ठानों का सारांश देती है (अद्यतन जून, 2021)। इसके अलावा, दो अन्य एबीएनएस योजनाबद्ध या निर्माणाधीन हैंः न्यूबोरॉन मेडटेक, https://en.neuboron.com/products; और टीएई लाइफ साइंसेज, https://taelifesciences.com/alphabeam-neutron-system। कई कंपनियों ने बीएनसीटी के लिए एबीएनएस विकसित करने की योजना की घोषणा की है, जिसमें हेरॉन न्यूट्रॉन मेडिकल (ताइवान), https://www.digitimes.com/news/a20201221PD206.html, और फुकुशिमा एसआईसी एप्लाइड इंजीनियरिंग (जापान), http://en.fukushima-sic.co.jp शामिल हैं। अर्जेंटीना, रूस, जापान, यूनाइटेड किंगडम और कोरिया के कई शोध संस्थानों में हार्डवेयर के साथ बीएनसीटी त्वरक अनुसंधान परियोजनाएं भी मौजूद हैं। त्वरक न्यूट्रॉन स्रोतों का उपयोग करके नैदानिक अध्ययन आवर्ती घातक ग्लियोमा का उपचार बी. एन. सी. टी. को चिकित्सकीय रूप से आगे बढ़ाने में सबसे बड़ी प्रगति जापान में साइक्लोट्रॉन-आधारित न्यूट्रॉन स्रोतों (सी-बी. एन. एस.) की शुरुआत रही है। शिन-इची मियाटाके और शिनजी कावाबाता ने आवर्ती ग्लियोब्लास्टोमा (जी. बी. एम.) के रोगियों के उपचार में अग्रणी भूमिका निभाई है। अपने दूसरे चरण के नैदानिक परीक्षण में, उन्होंने कुल 24 रोगियों का इलाज करने के लिए ओसाका मेडिकल कॉलेज, कंसाई बीएनसीटी मेडिकल सेंटर में सुमितोमो हैवी इंडस्ट्रीज एक्सेलरेटर का उपयोग किया। इन रोगियों की आयु 20 से 75 वर्ष के बीच थी, और सभी ने पहले मानक उपचार प्राप्त किया था जिसमें सर्जरी के बाद टेमोजोलोमाइड (टी. एम. जेड.) और पारंपरिक विकिरण चिकित्सा के साथ कीमोथेरेपी शामिल थी। वे बी. एन. सी. टी. के साथ इलाज के लिए उम्मीदवार थे क्योंकि उनके ट्यूमर बार-बार हो रहे थे और आकार में बढ़ रहे थे। उन्हें न्यूट्रॉन विकिरण से पहले 10बी-समृद्ध बोरोनोफिनाइललैनिन ("बोरोफैलन", स्टेलाफार्मा कॉर्पोरेशन, ओसाका, जापान) के स्वामित्व वाले सूत्रीकरण का अंतःशिरा जलसेक प्राप्त हुआ। इस अध्ययन का प्राथमिक अंतिम बिंदु बी. एन. सी. टी. के बाद 1 साल की उत्तरजीविता दर थी, जो 79.2% थी, और औसत समग्र उत्तरजीविता दर 18.9 महीने थी। इन परिणामों के आधार पर, यह निष्कर्ष निकाला गया कि सी-बी. एन. एस. बी. एन. सी. टी. सुरक्षित था और इसके परिणामस्वरूप आवर्ती ग्लियोमा वाले रोगियों के जीवित रहने में वृद्धि हुई। हालांकि पुनः विकिरण के कारण मस्तिष्क शोफ का खतरा बढ़ गया था, लेकिन इसे आसानी से नियंत्रित किया जा सका। इस परीक्षण के परिणामस्वरूप, सुमितोमो त्वरक को चिकित्सा उपकरणों पर अधिकार क्षेत्र रखने वाले जापानी नियामक प्राधिकरण द्वारा अनुमोदित किया गया था, और उन रोगियों के साथ आगे का अध्ययन किया जा रहा है जिनके पास बार-बार, उच्च श्रेणी (घातक) मेनिन्जियोमा है। हालांकि, जी. बी. एम. वाले रोगियों के उपचार के लिए आगे के अध्ययन को परिणामों के अतिरिक्त विश्लेषण के लिए रोक दिया गया है। जापान के कोरियामा में दक्षिणी टोहोकू बीएनसीटी अनुसंधान केंद्र में सिर और गर्दन के आवर्ती या स्थानीय रूप से उन्नत कैंसर के उपचार कात्सुमी हिरोस और उनके सहकर्मियों ने हाल ही में सिर और गर्दन क्षेत्र के आवर्ती ट्यूमर वाले 21 रोगियों का इलाज करने के बाद अपने परिणामों के बारे में बताया है। इन सभी रोगियों को शल्य चिकित्सा, कीमोथेरेपी और पारंपरिक विकिरण चिकित्सा प्राप्त हुई थी। उनमें से आठ में आवर्ती स्क्वैमस सेल कार्सिनोमा (आर-एससीसी) था, और 13 में या तो आवर्ती (आर) या स्थानीय रूप से उन्नत (एलए) गैर-स्क्वैमस सेल कार्सिनोमा (एनएससीसी) था। समग्र प्रतिक्रिया दर 71 प्रतिशत थी, और आर-एस. सी. सी. वाले रोगियों के लिए पूर्ण प्रतिक्रिया और आंशिक प्रतिक्रिया दर क्रमशः 50 प्रतिशत और 25 प्रतिशत और आर या एल. ए. एस. सी. सी. वाले रोगियों के लिए क्रमशः 80 प्रतिशत और 62 प्रतिशत थी। आर-एस. सी. सी. या आर/एल. ए. एन. एस. सी. सी. वाले रोगियों के लिए कुल मिलाकर 2 साल की उत्तरजीविता दर क्रमशः 58 प्रतिशत और 100% थी। उपचार अच्छी तरह से सहन किया गया था, और प्रतिकूल घटनाएं वे थीं जो आमतौर पर इन ट्यूमर के पारंपरिक विकिरण उपचार से जुड़ी होती थीं। इन रोगियों को 10 बी-समृद्ध बोरोनोफिनाइललैनिन (बोरोफैलन) का एक मालिकाना सूत्रीकरण प्राप्त हुआ था, जिसे अंतःशिरा रूप से दिया गया था। हालांकि त्वरक के निर्माता की पहचान नहीं की गई थी, यह संभवतः सुमितोमो हैवी इंडस्ट्रीज लिमिटेड द्वारा निर्मित था, जो उनकी रिपोर्ट की स्वीकृति में इंगित किया गया था। इस चरण II नैदानिक परीक्षण के आधार पर, लेखकों ने सुझाव दिया कि बोरोफलान और सी-बी. ई. एन. एस. का उपयोग करने वाला बी. एन. सी. टी. बार-बार होने वाले सिर और गर्दन के कैंसर के लिए एक आशाजनक उपचार था, हालांकि इसे दृढ़ता से स्थापित करने के लिए आगे के अध्ययन की आवश्यकता होगी। फ्यूचर क्लिनिकल बी. एन. सी. टी. का उपयोग पहले अत्यधिक घातक मस्तिष्क ट्यूमर के इलाज के लिए किया गया था और बाद में त्वचा के मेलेनोमा के लिए जिनका सर्जरी द्वारा इलाज करना मुश्किल था। बाद में, इसका उपयोग सिर और गर्दन क्षेत्र के आवर्ती ट्यूमर वाले रोगियों के लिए एक प्रकार की "बचाव" चिकित्सा के रूप में किया गया था। नैदानिक परिणाम त्वरक न्यूट्रॉन स्रोतों के विकास के लिए पर्याप्त रूप से आशाजनक थे, जिनका उपयोग भविष्य में लगभग विशेष रूप से किया जाएगा। बी. एन. सी. टी. की भविष्य की नैदानिक सफलता के लिए जिन चुनौतियों का सामना करने की आवश्यकता है, उनमें निम्नलिखित शामिल हैंः बी. पी. ए. और बी. एस. एच. की खुराक और वितरण प्रतिमान और प्रशासन को अनुकूलित करना। बी. एन. सी. टी. के लिए अधिक ट्यूमर-चयनात्मक बोरान वितरण एजेंटों का विकास और बड़े जानवरों में और अंततः मनुष्यों में उनका मूल्यांकन। ब्रेन ट्यूमर और सिर और गर्दन के कैंसर के रोगियों में ट्यूमर और सामान्य ऊतकों को दिए गए विकिरण खुराक का बेहतर अनुमान लगाने के लिए सटीक, वास्तविक समय की खुराक। मस्तिष्क ट्यूमर, सिर और गर्दन के कैंसर और अन्य विकृतियों के उपचार के लिए त्वरक-आधारित न्यूट्रॉन स्रोतों का आगे नैदानिक मूल्यांकन। लागत को कम करें। पार्टिकल थेरेपी, न्यूट्रॉन, प्रोटॉन या भारी आयन (जैसे। कार्बन) फास्ट न्यूट्रॉन थेरेपी प्रोटॉन थेरेपी संदर्भ बाहरी लिंक बोरॉन और गैडोलिनियम न्यूट्रॉन कैप्चर थेरेपी कैंसर के इलाज के लिए बोरॉन और न्यूट्रॉन के साथ कैंसर को नष्ट करना-मेडिकल फ्रंटियर्स-एनएचके 21 फरवरी, 2022 बोरॉन ब्रेन ट्यूमर गैडोलिनियम हेड और नेक कैंसर मेडिकल फिजिक्स न्यूरोसर्जरी रेडिएशन थेरेपी प्रक्रियाएं रेडियोबायोलॉजी