Исследователи НИЦ "Курчатовский институт" - ПИЯФ совместно с российскими и зарубежными коллегами разработали методы получения водорастворимых производных фуллерена и изучили закономерности их поведения в растворах. Кроме того, ученым удалось доказать низкую токсичность этих соединений, устойчивость в полях гамма- и нейтронных излучений, а также к химическим воздействиям в биологических средах.
Проведенные исследования – важный шаг на пути к использованию производных фуллерена в медицине. Их применение в качестве оболочек для радионуклидов позволит резко повысить безопасность радиофармацевтических препаратов. Результаты этих работ опубликованы в журналах Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures и Applied Magnetic Resonance.
Практическое использование фуллеренов в медицине возможно при условии их перевода в водорастворимые формы – фуллеренолы. Именно эту задачу удалось решить ученым. Кроме того, исследователи детально изучили механизм поведения фуллеренолов в воде и поняли, как, меняя их структуру, получать агрегаты заданного размера. Проведенные эксперименты – первый этап, моделирующий поведение этих перспективных соединений при внутривенном введении в человеческий организм.
По данным международных исследований и опыту Курчатовского института, производные фуллеренов представляют большой интерес для ядерной медицины и МРТ-диагностики.
"На данный момент нами разработаны способы электродугового синтеза более двух десятков различных фуллеренов и эндофуллеренов, содержащих лантаноиды и переходные металлы, и их превращения в водорастворимые формы, - пояснил руководитель лаборатории нейтронных физико-химических исследований НИЦ "Курчатовский институт" - ПИЯФ В.Т. Лебедев. -Помещая изотопы в прочные фуллереновые оболочки, мы исключаем риски интоксикации и радиоактивного заражения. По такому же принципу, покрывая фуллереновой оболочкой тяжелые металлы с магнитными свойствами, мы минимизируем вероятность их выхода в среду организма, что очень перспективно для МРТ-диагностики".
Стоит отметить, что разработанные технологии позволяют получать некоторые нуклиды непосредственно внутри углеродных оболочек, пользуясь их устойчивостью в полях гамма- и нейтронных излучений. К примеру, под действием потока нейтронов молибден можно превратить в медицинский изотоп Технеций-99m прямо в фуллереновой оболочке.
После цикла доклинических и клинических испытаний ученые планируют создать радиофармацевтические препараты и препараты для МРТ-диагностики. Для их наработки в промышленном масштабе будет использована исследовательская база НИЦ "Курчатовский институт" - ПИЯФ.
Эндофуллерены - комплексы, образующиеся в результате внедрения атомов или ионов внутрь углеродного каркаса фуллерена. В сравнении с привычными формами углерода, такими, как графит и алмаз, молекулы фуллеренов и эндофуллеренов синтезируют лишь в последние три десятилетия. Интерес к данным структурам связан с потенциалом их биомедицинских применений в составе антиоксидантов, антибактериальных агентов, радиопротекторов, сенсибилизаторов для фотодинамической терапии, а также контрастирующих агентов в магнитно-резонансной томографии.