Найден способ регулировать размер точечных источников радиации для медицинских целей

Ученые из Сибирского федерального университета (СФУ) и Красноярского научного центра СО РАН представили новый метод синтеза частиц композитов анальцима (минерал из класса силикатов) с оксидом циркония путем гидротермальной обработки при температуре 150℃ ценосфер (полых алюмосиликатных микросфер) летучей золы от сжигания угля. Такой метод позволяет выращивать частицы композита нужных размеров для создания на их основе микроисточников радиоактивного излучения для уничтожения неоперабельных раковых опухолей. Об исследовании сообщается в журнале Microporous and Mesoporous Materials.

Новый метод возник в результате длительных исследований. Еще в 1990-е годы красноярские ученые создавали сорбенты на основе ценосфер энергетических зол для извлечения радионуклидов из жидких радиоактивных отходов.

«Мы использовали отходы тепловой энергетики для получения высокоэффективных сорбентов для извлечения радионуклидов из жидких радиоактивных отходов. Сорбент был построен так, чтобы после прогрева все радиоактивные компоненты переходили в кристаллические фазы для их долговременного захоронения (миллиарды лет). То есть мы смогли использовать отходы тепловой энергетики для утилизации отходов ядерной энергетики. И без последствий для биосферы!» — рассказал соавтор статьи Александр Аншиц, заведующий кафедрой химии факультета энергетики Политехнического института СФУ.

Другим направлением использования микросферических сорбентов являетcя создание на их основе микроисточников радиоактивного излучения для терапии неоперабельных раковых опухолей печени. Действуют такие микроисточники следующим образом: в стеклянную микроглобулу размером 20-30 микрон вводится радиоактивный элемент с последующей доставкой микроисточника по кровеносным сосудам до неоперабельной раковой опухоли и поражением раковых клеток.

Главная проблема этой техники состоит в том, что в человеческом организме стекло быстро выщелачивается. И здесь пригодился тот же подход красноярских ученых, что был использован с жидкими радиоактивными отходами: компонент переводится в кристаллическую фазу, и в результате он дальше не растворяется (остается мелкой, безвредной частицей, вкрапленной в живой организм, не выпускающий осколков).

Кроме того, современные технологии позволяют получать частицы с распределением по размеру плюс-минус 10 микрон. Именно задачу синтеза частиц нужного размера с минимальным разбросом авторы исследования и попытались решить. Впервые в процессе гидротермального синтеза при температуре 150 ℃ с участием ценосфер летучих зол с отношением Si/Al, равным 2.7, в качестве источника кремния и алюминия были получены кристаллиты анальцима размером от 5 до 50 микрон.

Условия проведения реакции позволяют регулировать размер кристаллитов. В присутствии солей циркония происходит кристаллизация анальцима с включением до 4,8 массовых процента циркония. Рост идентичных по размеру частиц (41 микрон) контролируется двумя параметрами. Один представляет собой скорость растворения ценосфер и создания необходимой концентрации силикатных и алюминатных комплексов. Второй – скорость роста кристаллитов с включением гидролизованных частиц циркония, которые не влияют на топологию цеолита. Предложенный способ позволяет получить практически идентичные по размеру частицы сорбента, которые после включения в них радиоактивных изотопов могут использоваться в медицине в качестве микроисточников.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.