Разработан новый метод синтеза меченных радиоизотопом частиц для применения в медицине

Ученые Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) совместно с коллегами из НИФХИ им. Л.Я. Карпова разработали новый метод синтеза наночастиц магнетита, меченных радиоизотопом ⁵⁹Fe. Частицы обладают одновременно магнитными и радиоактивными свойствами, что открывает возможность применять их и для МРТ, и для радиологических методов диагностики (сцинтиграфия, ОФЭКТ), а также для радионуклидной терапии.

Наночастицы магнетита рассматриваются для применения в биомедицине благодаря относительно невысокой токсичности, широким возможностям их производства и наличию у них суперпарамагнитных свойств, с помощью которых можно применять их в качестве контрастного вещества для МРТ (магнитно-резонансной томографии) и направлять их внутри организма с помощью внешних магнитных полей.

Однако в некоторых случаях, например, при наличии у пациента металлических имплантатов, МРТ может быть противопоказана. В таких ситуациях можно применять другие методы диагностики, например, сцинтиграфию или ОФЭКТ (однофотонную эмиссионную компьютерную томографию), которым не мешает присутствие металлических конструкций в организме.

По мнению авторов, меченные радиоактивным изотопом ⁵⁹Fe наночастицы магнетита могут стать платформой для создания препаратов, которые будут применяться одновременно и для МРТ, и для радиологических обследований. Более того, благодаря тому, что ⁵⁹Fe при распаде испускает бета-частицы, препараты на его основе можно применять также для радионуклидной терапии.

Известно множество способов получения наночастиц магнетита, однако все они предполагают применение труднодоступных, деликатных в хранении прекурсоров или хлоридов железа. Хлориды железа гидролизуются на воздухе, а активация нейтронами произведенных из них наночастиц может приводить к образованию радиоактивных изотопов хлора, присутствие которых затрудняет обращение с материалом.

Авторы работы разработали новый золь-гель метод синтеза наночастиц магнетита из сульфатов железа особой чистоты, минимизирующий присутствие нежелательных радионуклидных примесей в веществах после активации тепловыми нейтронами. Получаемые при этом наночастицы обладают средним размером 12 нм и суперпарамагнитными свойствами.

«Главным достоинством предлагаемого метода обнаружения наночастиц магнетита является то, что он нетребователен к среде, в которой они находятся, и при этом обладает высокой чувствительностью. Разработанный метод синтеза позволяет практически полностью исключить образование нежелательных побочных продуктов, что важно для воспроизводимости и масштабирования процесса», — прокомментировал один из авторов исследования, старший научный сотрудник лаборатории радиохимии окружающей среды ГЕОХИ РАРН, кандидат химических наук Артём Синолиц.

Разработанный метод теоретически позволяет определять от 1 аттограмма наночастиц магнетита, что примерно соответствует индивидуальной наночастице.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда.