Исследователи улучшают производство на короткое время

14 августа 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

надежный источник

корректура

Министерство энергетики США

Радиоизотопы скандия потенциально полезны для медицинской визуализации, такой как позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ). Однако поставщики медицинских услуг в настоящее время не используют эти изотопы для визуализации рака, поскольку их трудно производить в количествах и чистоте, подходящих для использования человеком. В частности, их необходимо изготавливать с использованием специальных изотопно-обогащенных кальциевых мишеней. Эти мишени редки, дороги и сложны для использования в ускорителе. Новое исследование описывает способы изготовления и облучения мишеней для ускорителей скандия. Эти мишени производят достаточно радиоактивного скандия, чтобы выполнить более дюжины диагностических ПЭТ-оценок пациентов. Этот процесс перерабатывает целевой кальциевый материал с эффективностью более 95%.

Работа опубликована в журнале Frontiers in Chemistry.

Сочетание диагностических и терапевтических препаратов называется «тераностикой». Этот метод является одним из наиболее многообещающих вариантов лечения таких заболеваний, как рак. Скандий-43 и скандий-44 являются двумя наиболее многообещающими вариантами тераностической медицины в сочетании с терапевтическим скандием-47. Для производства этих изотопов требуются дорогостоящие исходные материалы из титана и кальция. Для их выделения также требуется сложное облучение и химическая обработка. Эти факторы препятствовали развитию методов лечения на основе скандия и ограничивали их доступность.

Эта работа демонстрирует устойчивые методы, устраняющие эти ограничения. В ходе исследования исследователи из Университета Висконсина в Мэдисоне изучили пять ядерных реакций, в которых образуются скандий-43 и скандий-44 в результате облучения протонами и дейтронами мишеней ускорителя из оксида кальция. В экспериментах изучались количества и чистота скандия-43 и скандия-44, полученные при использовании коммерчески доступных мишеней с кальцием, обогащенных изотопами кальций-42, кальций-43 и кальций-44. Самый большой выход и самая высокая чистота были измерены у скандия-44, когда кальций-44 был облучен протонами; это составило 120 милликюри за час облучения с чистотой более 99,7%. Исследователи также разработали процессы химической очистки скандия и восстановления очень дорогих кальциевых целевых материалов, что помогает сделать их устойчивыми в современных больничных условиях.

Радиоизотопы скандия-43 и скандия-44, полученные в результате всех изученных реакций, достаточно чисты, чтобы их можно было использовать в качестве радиоактивных лекарств, нацеленных на рак. В современных диагностических медицинских процедурах с использованием ПЭТ-сканеров разрешение и количественные характеристики этих радиоизотопов скандия превосходят существующие клинические стандарты лечения радиометаллического изотопа галлия-68.

Больше информации: Кэлин В. Беккер и др., Циклотронное производство 43Sc и 44gSc из обогащенных мишеней 42CaO, 43CaO и 44CaO, Frontiers in Chemistry (2023). DOI: 10.3389/fchem.2023.1167783

Предоставлено Министерством энергетики США.