Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2023(14))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 2. С. 145-149. Transactions of the Kola Science Centre of RA s . Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 2. P. 145-149. Acknowledgments: the study was prepared with the equipment of the Krasnoyarsk Regional Center for Collective Use FRC KSC SB RAS for SEM-EDS and the Siberian Federal University for STA and NPP. The study was funded by the Russian Science Foundation (project No. 22-23-20093) and by the Krasnoyarsk Regional Science Foundation. For citation: Preparation of cenosphere-derived lutetium/yttrium-aluminosilicate m icrospheres as precursors of radiation sources for brachytherapy / E. A. Kutikhina [et al.] // Transactions of the Коіа Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 2. P. 145-149. doi:10.37614/2949-1215.2023.14.2.027 Введение Микросферы, содержащие в своем составе Р-излучающие радиоизотопы (Y-90, Lu-177, Ho-166 и др.), находят применение для селективной внутритканевой терапии злокачественных опухолей (брахитерапии) путём их радиоэмболизации, осуществляемой при введении радиоактивных микросфер в артерию, ведущую к опухоли [1]. Одним из коммерчески доступных препаратов такого типа являются стеклянные иттрий-алюмосиликатные микросферы TheraSpheres™ (Nordion, Canada), содержащие радиоизотоп Y-90 (T 1/2 = 64,1 ч) [2]. Среди других радиоизотопов к перспективным относят Lu-177 (T 1/2 = 6,7 сут) [3]. Получение Р-излучающих стеклянных микросфер основано на включении в стекло стабильного предшественника целевого радиоизотопа (Y-89, Lu-176) на стадии приготовления стекла с последующими стадиями сфероидизации в плазме частиц измельченного стекла и нейтронной активации микросфер в ядерном реакторе с образованием Р-излучателей (Y-90, Lu-177) [1]. Данный способ обеспечивает прочное связывание радионуклида в стеклянной матрице при его содержании до 17 мол. %. В России аналогом коммерческого препарата TheraSpheres™ являются иттрий-алюмосиликатные микросферы компании ООО «Бебиг», разработанные в РХТУ им. Д. И. Менделеева [4]. Вместе с тем, методы получения микросферических прекурсоров радиоактивных стеклянных микросфер основаны на использовании высокотемпературных энергоемких процедур, что делает актуальным поиск энергоресурсоэффективных методов, которые могли бы снизить стоимость терапевтической дозы микросферического препарата и тем самым сделать более доступным данный вид радиационной терапии в России. В качестве такого альтернативного подхода к получению алюмосиликатных микросфер с внедренными редкоземельными металлами может рассматриваться использование полых стеклокристаллических алюмосиликатных микросфер из летучих зол от сжигания угля, известных как ценосферы [5]. Это предположение основано на экспериментально подтвержденной возможности получения узких фракций ценосфер стабилизированного состава и микросферических функциональных материалов на их основе для различных высокотехнологичных областей, в том числе в качестве сорбентов для иммобилизации в минералоподобной форме катионов Cs (I), Sr(II) и лантаноидов (III) [6]. Цель работы — продемонстрировать возможность получения микросферических стеклокомпозитных материалов на основе алюмосиликатной стекломатрицы с включениями малорастворимых форм стабильного изотопа Lu-176 и иттрия-89 (как имитатора и прекурсора радиоизотопов Lu-177 и Y-90) с использованием узких фракций ценосфер летучих зол от сжигания каменного угля (далее — (SlO2-Al2Oз)стекло). Экспериментальная часть Методология капсулирования Y-89/Lu-176 в алюмосиликатной матрице ценосфер включала (1) формирование сорбционно-активного покрытия на поверхности глобул ценосфер путём превращения алюмосиликатной стеклофазы (далее — (SiO 2 -Al 2 Oз)стекло) в цеолитные структуры (Na-Z) с последующим (2) концентрированием Lu3+/Y3+в порах цеолитного компонента за счёт ионного обмена 3Na-Z + Lu3+/Y3+о Lu3+/Y3+-Z + 3Na+ и (3) переводом сорбированных форм Lu3+/Y3+ в малорастворимые формы в процессе фазового превращения при термическом воздействии. Материалы. Для синтеза микросферических прекурсоров использовались две узкие фракции ценосфер, выделенные из концентрата ценосфер летучих зол от сжигания каменного угля Кузнецкого бассейна с использованием технологической схемы [7]. Макроэлементный и фазовый составы исходных фракций ценосфер приведён в таблице, микрофотографии глобул ценосфер показаны на рис. 1, а (образец 1) и рис. 1, b (образец 2). © Кутихина Е. А., Буйко О. В., Верещагина Т. А., Аншиц А. Г., 2023 146