Альгинатные гидрогели на основе ионов иттрия и висмута как носители радионуклидов для радиоэмболизации Текст научной статьи по специальности «Физика»

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ АКТИВНЫЕ СРЕДЫ И НАНОСТРУКТУРЫ

А "ПРОХОРОвСКИЕ НЕДЕЛИ-

Альгинатные гидрогели на основе ионов иттрия и висмута как носители радионуклидов для радиоэмболизации

Евдокимов А.А., Черных И.Н.

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва E-mail: EvdokimovAA@mv-msu.ru

DOI: 10.24412/cl-35673-2024-1-102-104

В настоящее время применение биополимеров в медицине получило широкое распространение, особенно интересным является направление, связанное с носителями лекарственных средств. Одним из наиболее перспективных биополимеров, применяемых в этих целях, является альгинат. Гидрогели на его основе позволяют включать различные ионы металлов и инкапсулировать биологически активные молекулы в полимерной матрице, за счет множества реакционноспособных групп [1]. Материалы на основе альгинатных гидрогелей отличаются нетоксичностью, биосовместимостью, биоразлагаемостью, дешевизной и простотой синтеза.

Применение альгинатных гидрогелей в радиоэмболизации вызывает интерес вследствие возможности жесткой фиксации радионуклида в полимерной матрице. Исключения вероятности высвобождения радионуклида из материала радиоэмболизатора возможно достичь путём минерализации полученных гидрогелей фосфатами кальция, обладающими высокой сорбционной емкостью [2]. Данная работа посвящена созданию материалов-носителей радионуклидов на основе альгинатных гидрогелей для радиоэмболизации. В качестве основного радионуклида выбран изотоп иттрия-90 в силу его привлекательных ядерно-физических свойств.

В ходе данной работы были получены альгинатные гидрогели, посредством сшивки ионами Y3+ и Bi3+. Использование материалов на основе висмута представляет интерес вследствие способности данного элемента поглощать рентгеновское излучение (5,739 см2/г при 100 кэВ). Данный факт обуславливает теоретическую возможность применения висмута как контрастного вещества в компьютерной томографии [3]. Таким образом, появляется возможность визуализации эффекта эмболии и контроля распространения гидрогелей в организме.

ШКОЛА-КОНФЕРЕНЦИЯ МОЛОДЫХ УЧЁНЫХ

, «ПРОХОРОВСКИЕНЕДЕЛИ-

22-24 октября 2024 г.

Альгинатные материалы получали прикапыванием раствора альгината натрия к растворам иттрия и висмута при перемешивании. В результате получили альгинатные сферы миллиметрового размера, которые затем отмывали дистиллированной водой. При погружении сфер, сшитых висмутом в воду, наблюдалось выпадение белого мелкодисперсного осадка в раствор и на поверхности самих гидрогелей, что обусловлено образованием кристаллической фазы оксихлорида висмута ВЮС1, структура которого была подтверждена методом рентгенофазового анализа.

Полученные материалы характеризовали методами оптической и электронной микроскопии, на полученных микрофотографиях наблюдается развитая поверхность высушенных сфер, сшитых ионами висмута (рис. 1). Подобное структурное многообразие форм возможно обусловлено механизмом кристаллизации оксихлорида висмута. С помощью энергодисперсионной спектроскопии установлено равномерное распределение элементов на поверхности гидрогелей.

Рис. 1. Фотографии сферы, сшитой ионами висмута(слева), и её поверхности (справа), полученные на электронном микроскопе.

Структурные особенности альгинатных сфер на основе иттрия и висмута исследованы с помощью методов ИК- и КР-спектроскопии. Методомами жидкостно-сцинтилляционной спеткроскопии по черенковскому излучению исследовалась кинетика изотопного обмена между У-89 и У-90 в полученных альгинатных сферах, сшитых ионами стабильного иттрия. Показана высокая степень обмена и скорость процесса, что свидетельствует о перспективности данного способа введения радионуклида в альгинатные гидрогели.

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ АКТИВНЫЕ СРЕДЫ И НАНОСТРУКТУРЫ

А -ПРОХОРОВСКИЕ НЕДЕЛИ-

Таким образом, проведенные исследования и полученные результаты свидетельствуют о привлекательности применения новых материалов — альгинатных гидрогелей, сшитых трёхзарядными ионами иттрия и висмута, как носителей радионуклидов в радиоэмболизации.

Авторы выражают благодарность научным руководителям, к.х.н. Николаеву А.Л. за постановку научной задачи и к.х.н. Гопину А.В за помощь в измерениях и обсуждении результатов.

1. Papageorgiou S.K., Katsaros F.K., Kouvelos E.P., et al., J. Hazard. Mater. 2006, 137(3), 1765-1772.

2. Chernykh I.N., Dolgova V.K., Gopin A.V., et al., Ceram. Int. 2024, 50(6), 9149-9158.

3. XuanY., Song X.-L., Yang X.-Q. et al., Chem. Eng. J. 2019, 375, 122000.