Получение и изучение свойств модифицированных краун-эфирами наноалмазов для их дальнейшего применения в качестве носителей радия для целей ядерной медицины

В настоящее время ядерная медицина активно развивается как в области производства радионуклидов, так и в области синтеза новых радиофармпрепаратов для терапии и диагностики. Развитие требует проведения фундаментальных и прикладных исследований в различных науках и объединения специалистов в областях ядерной физики (выбор ядерных реакций и условий облучения для наработки необходимых радионуклидов), радиохимии (выделение радионуклидов из облученных мишеней и дальнейший синтез радиофармпрепаратов), биологии (доклинические исследования) и медицины (клинические испытания радиофармпрепаратов). Одной из задач учёных-радиохимиков также является создание новых соединений для адресной доставки изотопов к заражённым органам и тканям. Одним из способов доставки является применение наноматериалов в качестве носителей радионуклидов. Исследовано применение углеродных наноматериалов, гидроксиапатита, наночастиц золота, оксида железа, наноточек, квантовых точек, липосомальных частиц и многих других. Среди широкого спектра возможных носителей выделяют углеродные наночастицы, в частности, наноалмазы, обладающие рядом преимуществ: химической и радиационной стойкостью, высоким значением удельной поверхности, потенциальной биосовместимостью отдельных форм, доступностью в промышленных масштабах, и, самое главное – возможностью направленной модификации поверхности с целью изменения его физико-химических свойств. Для модификации поверхности наноалмаза с целью создания платформы для адресной доставки перспективными выглядят краун-эфиры – циклические соединения, состоящие из нескольких фрагментов (CH2-CH2-O-). Такие соединения могут прочно удерживать катионы металлов, ионный диаметр которых близок к диаметру внутренней полости краун-эфира. Таким образом, в зависимости от размера цикла, различные краун-эфиры селективно связывают и прочно удерживают конкретные подходящие катионы, в том числе - не склонные к комплексообразованию. Подобрав для выбранного изотопа соответствующий краун-эфир и связав его с наноалмазом, возможно создание прочного конъюгата радионуклида с наночастицами, который будет устойчив в организме и может быть использован для терапии или диагностики – в зависимости от ядерно-физических свойств нуклида. Для синтеза модифицированных краун-эфирами наноалмазов будет использована реакция образования пептидной связи (карбоксильные группы наноалмаза взаимодействуют с аминогруппами производных краун-эфиров), а также "классические" способы покрытия частиц веществами, например, суспендирование частиц в растворе краун-эфиров с дальнейшим удалением растворителя. Таким образом, целью настоящего проекта является определение условий применения модифицированных краун-эфирами наноалмазов как носителей радионуклидов для ядерной медицины. В задачи проекта входит синтез модифицированных краун-эфирами различного строения наноалмазов (планируется использование производных 18-краун-6); исследование связывания радионуклидов радия (имеющего медицинский изотоп 223Ra) на полученных образцах наноматериалов; тестирование устойчивости полученных конъюгатов наночастиц с радионуклидами в различных модельных биологических средах, исследование цитотоксичности полученных конъюгатов. Полученные данные позволят подобрать оптимальные условия для применения модифицированных краун-эфирами наномалмазов как носителей радия для ядерной медицины. Таким образом, актуальность работы заключается в возможности создания наноконъюгатов, прочно удерживающих радий, для дальнейшего расширения круга радиофармпрепаратов в ядерной медицине.