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Modéliser le transport de particules chargées dans la matière biologique

Christophe Champion, Laboratoire de Physique Moléculaire et des Collisions, Institut de Physique de Metz
Vendredi 29 Janvier 2011à 10h30 - Salle des Séminaires

Modéliser les effets biologiques radio-induits à l’échelle subcellulaire reste un des défis majeurs en radiobiologie mais aussi dans de nombreux domaines de la médecine comme l’imagerie médicale et la radiothérapie. Dans ce contexte, les simulations numériques sont très rapidement devenues des outils de première importance en radioprotection mais aussi pour la planification des traitements radio thérapeutiques de manière à contrôler, avec la meilleure précision possible, l’irradiation des cellules tumorales sans endommager les cellules saines environnantes. Cependant, et bien qu’il y ait aujourd’hui une intense activité de recherche autour des simulations numériques, de nombreuses limitations subsistent encore parmi lesquelles nous distinguons le manque de données en termes de sections efficaces théoriques pour décrire l’ensemble des collisions induites tout au long du ralentissement de la particule chargée dans la matière mais aussi une absence de description réaliste du milieu biologique, ce dernier étant usuellement décrit par de l’eau dans l’ensemble des codes de simulation existants. Dans mon exposé je présenterai l’ensemble des modèles théoriques (classiques et quantiques) que nous avons développés pour décrire - à l’échelle nanométrique - les différentes collisions induites par impact de particules chargées dans un milieu biologique plus ou moins sophistiqué. Nous passerons ainsi en revue les différents processus collisionnels radio-induits, qu’ils soient de type élastique ou inélastique, et mettrons en évidence l’apport incontestable de la physique des collisions dans les domaines de recherches transdisciplinaires que sont aujourd’hui l’imagerie médicale, la microdosimétrie et la radiothérapie.