Полые алюмосиликатные микросферы (ценосферы), полученные из летучих зол от сжигания угля, которые могут быть использованы в радиационной терапии рака печени, разработали ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» (КНЦ СО РАН), 28 июня сообщает издание СО РАН «Наука в Сибири».

Руководителем проекта по разработке нового материала для микросфер, применяемых в радиотерапии онкологических заболеваний печени, стала ведущий научный сотрудник Института химии и химической технологии КНЦ СО РАН доктор химических наук Татьяна Верещагина.

Результаты исследования применения ценосфер в терапии рака ученые представили в двух статьях — «Получение лютеций-алюмосиликатных микросфер на основе ценосфер в качестве прекурсоров источников радиационного излучения для брахитерапии», опубликованной в «Журнале Сибирского федерального университета. Химия» и «Ценосферные цеолитовые предшественники инкапсулированных лютецием алюмосиликатных микросфер для применения в брахитерапии», опубликованной в журнале Materials.

Брахитерапия является одной из форм лучевой терапии, при которой герметичный источник излучения помещается внутри или рядом с областью, требующей лечения. В последнее время для такой доставки радионуклидных препаратов широко используются микросферы, которые вводят в сосуды, питающие опухоль.

Применяемые в настоящее время для этих целей наноструктурированные стеклянные микросферы на основе иттрия-90 очень дороги. Поэтому ученые КНЦ СО РАН стали искать другой материал и остановили свой выбор на алюмосиликатных микросферах на основе ценосфер с изотопом лютеция-176.

Ценосферы, выделяемые из летучих зол, которые получаются в результате сжигания угля, обладают низкой токсичностью и могут найти применение в биохимии и медицине. В том числе их можно будет использовать в качестве предшественника микроисточника бета-излучения при проведении брахитерапии, что снизит стоимость лечения.

Исследователи для включения ионов лютеция в алюмосиликатный материал ценосфер разработали оригинальную методику, состоящую из нескольких этапов. На первом проводится химическая модификация ценосфер путем превращения алюмосиликатного стекла в цеолиты.

На втором стабильный изотоп лютеция-176 концентрируется в пористой структуре цеолита за счет ионного обмена. На заключительном этапе осуществляется термическое воздействие, превращающее лютеций в малорастворимую форму.

В результате на выходе получаются алюмосиликатные стеклокомпозитные микросферы, в которые внедрен стабильный лютеций-176 в малорастворимой форме. Радиоактивным он становится после облучения в ядерном реакторе, которое проводится непосредственно перед радиотерапией.

Исследователи выяснили скорость выщелачивания лютеция, которая важна для определения времени воздействия лекарственных препаратов на ткани организма, а также для оценки токсичности материалов. Скорость оказалась низкой, что позволяет говорить о безопасности нового материала для использования в лечении людей.

Научный сотрудник Института химии и химической технологии КНЦ СО РАН кандидат химических наук Екатерина Кутихина рассказала о результатах проведенной работы:

«Нами были получены микросферы с внедренным лютецием-176 в качестве предшественника микросферического источника бета-излучения. Их можно применять для селективной радиационной терапии раковых опухолей печени. Полученные частицы нетоксичны и безопасны, поскольку изотоп лютеция располагается в глубоких слоях оболочки микросфер и, соответственно, отсутствует его прямой контакт с живыми тканями».

Она также сообщила дальнейшие планы исследователей, среди которых «получение микросфер с оптимальными физическими параметрами, например, размером 20–40 мкм, эффективной плотностью 1,1–1,2 г/см³ и минимальным содержанием нежелательных примесей».