science >> Wetenschap >  >> Fysica

Nieuwe aanpak levert zeer zuiver radium op voor medische toepassingen

Het stroomschema voor het terugwinnen van radio-isotopen laat zien hoe elke stap in het proces specifieke elementen uit de oplossing verwijdert, terwijl andere naar de volgende stap gaan, resulterend in een puur eindproduct. Nationaal laboratorium Los Alamos

Het produceren van radiumisotopen voor de behandeling van kanker zou gemakkelijker kunnen worden. Onderzoekers ontwikkelden een methode om medische radiumisotopen terug te winnen. Het proces begint met de opgeloste proton-bestraalde thorium-doeloplossing. Het proces voert de oplossing vervolgens door een reeks kolommen. In elke kolom staat verschillende isotopen binden aan de verschillende substraten die de kolom bevat. Met de verwachte opschaling naar grote thoriumtargets, tientallen behandelingsdoses voor patiënten zouden beschikbaar zijn voor herstel van een enkel productieproces. Het isotopenteam van Los Alamos National Laboratory bedacht de methode met medewerkers van Brookhaven National Laboratory en Oak Ridge National Laboratory.

De verbeteringen resulteren in een hoge productopbrengst en een hoge zuiverheid voor het geïsoleerde radium. Het proces is modulair. Dit maakt integratie in een geautomatiseerd stroomschema voor de terugwinning van meerdere nucliden mogelijk. Radium is nu geïsoleerd uit hetzelfde experiment als therapie-isotopen actinium-225, protactinium-230, thorium-227, en uranium-230. De resultaten verschijnen in de Natuur open access tijdschrift van de uitgever Wetenschappelijke rapporten . De studie werd geselecteerd als een van de top 100 gelezen papers. Het werd gekozen uit meer dan 5000 chemiepapers die in 2017 werden gepubliceerd.

Radium is een botzoekend radio-element, vanwege de chemische gelijkenis met calcium, het hoofdbestanddeel van hydroxyapatiet, het botmineraal. Radium wordt dus "verward" voor calcium in het lichaam, waardoor het zich kan ophopen in snel vormende cellen in botmetastasen. Eenmaal opgenomen in de kankercellen, de uitgezonden alfastraling bevordert de dood van kankercellen. Radium-223 is de eerste alfa-emitterende isotoop die door de Food and Drug Administration is goedgekeurd voor de behandeling van kanker. Andere radiumisotopen die van belang zijn voor preklinisch onderzoek zijn radium-224 en radium-225. Onderzoekers ontwikkelden een nieuwe methodologie voor het geautomatiseerd terugwinnen van deze radiumisotopen uit met protonen bestraald thorium. Honderden millicurie radium - overeenkomend met tientallen therapeutische patiëntdoses - kunnen tijdens hetzelfde herstelproces met hoge opbrengst en zuiverheid worden teruggewonnen naast andere therapie-isotopen. Het met deze methode verkregen radiumproduct bestaat uit radium-223, radium-224, en radium-225 en is geschikt voor chemische toepassingen (zoals de ontwikkeling van gespecialiseerde liganden die radium met hoge selectiviteit vasthouden in een behandelingsverbinding) en mogelijke behandelingsregimes. Omdat radium-225 vervalt in actinium-225, wetenschappers kunnen de radiumisotoop ook gebruiken als een "generator" van zuiver actinium-225 voor klinische toepassingen, aangezien de andere radiumonzuiverheden niet vervallen tot actiniumisotopen.