Radiotherapy is currently used in around 50% of cancer treatments and relies on the deposition of energy directly into tumour tissue. Although it is generally effective, some of the deposited energy can adversely affect healthy tissue outside the tumour volume, especially in the case of photon radiation (gamma and X-rays). Improved radiotherapy outcomes can be achieved by employing ion beams due to the characteristic energy deposition curve which culminates in a localised, high radiation dose (in form of a Bragg peak). In addition to ion radiotherapy, novel sensitisers, such as nanoparticles, have shown to locally increase the damaging effect of both photon and ion radiation, when both are applied to the tumour area. Amongst the available nanoparticle systems, gold nanoparticles have become particularly popular due to several advantages: biocompatibility, well-established methods for synthesis in a wide range of sizes, and the possibility of coating of their surface with a large number of different molecules to provide partial control of, for example, surface charge or interaction with serum proteins. This gives a full range of options for design parameter combinations, in which the optimal choice is not always clear, partially due to a lack of understanding of many processes that take place upon irradiation of such complicated systems. In this review, we summarise the mechanisms of action of radiation therapy with photons and ions in the presence and absence of nanoparticles, as well as the influence of some of the core and coating design parameters of nanoparticles on their radiosensitisation capabilities.

中文翻译：

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用于癌症放射治疗的金纳米颗粒：综述。

放射疗法目前用于大约50％的癌症治疗中，并且依赖于直接将能量沉积到肿瘤组织中。尽管通常是有效的，但某些沉积的能量可能会对肿瘤体积外部的健康组织产生不利影响，尤其是在光子辐射（伽玛射线和X射线）的情况下。由于特征能量沉积曲线最终以局部高辐射剂量（布拉格峰的形式）达到顶点，因此通过使用离子束可以改善放射疗法的治疗效果。除离子放射疗法外，新型敏化剂（例如纳米粒子）已显示出，当将两者同时应用于肿瘤区域时，它们会局部增加光子和离子辐射的破坏作用。在可用的纳米粒子系统中，金纳米粒子由于以下优点而变得特别受欢迎：生物相容性，成熟的大尺寸合成方法，以及用大量不同分子覆盖其表面以部分控制例如表面电荷或与血清蛋白相互作用的可能性。这为设计参数组合提供了完整的选择范围，其中的最佳选择并不总是很清楚，部分原因是缺乏对这种复杂系统照射后发生的许多过程的了解。在这篇综述中，我们总结了在存在和不存在纳米粒子的情况下，采用光子和离子进行放射治疗的作用机理，以及纳米粒子的某些核心和涂层设计参数对其放射增敏能力的影响。以及用大量不同分子覆盖其表面以提供对例如表面电荷或与血清蛋白相互作用的部分控制的可能性。这为设计参数组合提供了完整的选择范围，其中的最佳选择并不总是很清楚，部分原因是缺乏对这种复杂系统照射后发生的许多过程的了解。在这篇综述中，我们总结了在存在和不存在纳米粒子的情况下，采用光子和离子进行放射治疗的作用机理，以及纳米粒子的某些核心和涂层设计参数对其放射增敏能力的影响。以及用大量不同分子覆盖其表面以提供对例如表面电荷或与血清蛋白相互作用的部分控制的可能性。这为设计参数组合提供了完整的选择范围，其中的最佳选择并不总是很清楚，部分原因是缺乏对这种复杂系统照射后发生的许多过程的了解。在这篇综述中，我们总结了在存在和不存在纳米粒子的情况下，采用光子和离子进行放射治疗的作用机理，以及纳米粒子的某些核心和涂层设计参数对其放射增敏能力的影响。表面电荷或与血清蛋白的相互作用。这为设计参数组合提供了完整的选择范围，其中的最佳选择并不总是很清楚，部分原因是缺乏对这种复杂系统照射后发生的许多过程的了解。在这篇综述中，我们总结了在存在和不存在纳米粒子的情况下，采用光子和离子进行放射治疗的作用机理，以及纳米粒子的某些核心和涂层设计参数对其放射增敏能力的影响。表面电荷或与血清蛋白的相互作用。这为设计参数组合提供了完整的选择范围，其中的最佳选择并不总是很清楚，部分原因是缺乏对这种复杂系统照射后发生的许多过程的了解。在这篇综述中，我们总结了在存在和不存在纳米粒子的情况下，采用光子和离子进行放射治疗的作用机理，以及纳米粒子的某些核心和涂层设计参数对其放射增敏能力的影响。