CC BY
4А „ SSSE5SSS 24-26 октября 2023 г.
^ А -ПРОХОРОвОСИЕ НЕДЕЛИ-
Носители иттрия-90 для радиоэмболизации на основе минерализованных альгинатных гидрогелей
Черных И.Н., Гутман Д.В., Евдокимов А.А.
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва Е-mail: ivanodino@mail. ru
DOI: 10.24412/cl-35673-2023-1-121-123
Композитные материалы на основе биополимеров и фосфатов кальция активно исследуются в качестве заместителей костной ткани в регенеративной медицине, а также как носители различных лекарств. Перспективным является использование гидрогелей на основе биополимеров. К преимуществам гидрогелей относится возможность простого введения их в дефектную область, а также легкость включения в них клеток и биологически активных веществ, таких как факторы роста или ферменты [1]. Так, в гидрогели может быть внедрена щелочная фосфатаза с целью их минерализации при введении подходящего субстрата, например, глицерофосфата кальция [2]. Минерализованные таким способом гидрогели представляют интерес в качестве носителей радионуклидов для ядерной медицины. Данная работа посвящена изучению альгинатных гидрогелей и их минерализации с целью создания носителей иттрия-90 для радиоэмболизации.
В ходе проведенной работы были синтезированы альгинатные сферы, сшитые Ca2+ и Y3+ и минерализованные фосфатами кальция. Альгинатные сферы получали прикапыванием раствора альгината натрия и щелочной фосфатазы к растворам, содержащим необходимые для сшивания ионы. Минерализация заключалась в образовании частиц фосфатов кальция в полученных сферах реакцией ферментативного гидролиза глицерофосфата кальция в присутствии щелочной фосфатазы. Полученные сферы миллиметрового размера были охарактеризованы методами оптической (рис. 1 (А)) и электронной микроскопии (рис. 1 (Б)). Показано равномерное распределение элементов по образцам методом ЭДС.
▲ . ЙГлоды^чТны; НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ АКТИВНЫЕ СРЕДЫ И НАНОСТРУКТУРЫ
А -ПРОХОРОвСКИЕ НЕДЕЛИ-
Рис. 1. Фотография сферы, полученная на оптическом микроскопе (А) и её поверхность по данным электронной микроскопии (Б).
Методом спектрофотомерии были исследованы кинетика и изотерма сорбции иттрия из раствора нитрата иттрия на альгинатных сферах, сшитых различными ионами. Кинетика сорбции описывается линейным уравнением псевдо-второго порядка. Значения сорбции близкие к предельным достигаются за 5 часов. Сферы, сшитые кальцием, показывают наилучшие результаты по величине сорбции, большие, чем для аналогичных иттриевых сфер, что вероятно связано с ионным обменом иттрия на кальций во время сорбции. Также изучено влияние минерализации на сорбционные характеристики альгинатных сфер (рис. 2 (А)). Сорбции иттрия при минерализации увеличивается более чем в 3 раза и достигает значений 70 мг/г. Показан необратимый характер сорбции иттрия в физиологическом растворе на минерализованных альгинатных сферах.
Для оценки количества связанного Y3+ в альгинатных сферах исследовалась кинетика связывания Y3+ во время сшивания альгината. Кинетика связывания была описана с помощью уравнения Аврами, которое предполагает зависимость эффективной константы скорости от времени. Методом ЖСС (жидкостный сцинтилляционный счётчик) по черенковскому излучению исследована кинетика изотопного обмена радиоактивного иттрия в альгинатных сферах, сшитых иттрием, как альтернативного способа введения радионуклидов в альгинатные сферы (рис. 2 (Б)). Продемонстрирована высокая скорость процесса: за 1 час происходит почти полный изотопный обмен на иттрий-90, что представляет практический интерес, поскольку лекарство с носителем, которым выступают альгинатные
ШКОЛ А-КОНФЕРЕНЦИЯ
МОЛОДЫХ УЧЁНЫХ
^f А -ПРОХОРОвСКИЕ НЕДЕЛИ-
24-26 октября 2023 г.
сферы, может быть подготовлено непосредственно перед использованием.
Таким образом, полученные в ходе исследования результаты демонстрируют, что с помощью сорбции и изотопного обмена принципиально возможно получить радиоэмболизаторы на основе альгинатных сфер с заданным количеством радионуклида иттрия-90.
Равновесная концентрация
Рис. 2. Изотерма сорбции иттрия на альгинатных сферах, сшитых кальцием, (А) и кинетика изотопного обмена на для альгинатных сфер сшитых иттрием (Б).
Авторы выражают благодарность научным руководителям в.н.с. к.х.н. Николаеву А.Л. за постановку научной задачи и с.н.с. к.х.н. Гопину А.В. за помощь в измерениях и обсуждении результатов.
1. Douglas T.E., Messersmith P.B., Chasan S., et al. Macromol. Biosci. 2012. 12.1077-1089.
2. Vimalraj S. Gene. 2020. 754. 144855.
