Studium interakcí nanonosičů pro cílenou alfa terapii

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá syntézou, charakterizací a testováním železitých nanočástic jako potenciálních nosičů radionuklidů pro cílenou alfa terapii. Cílem bylo připravit stabilní nanočástice s vysokou sorpční schopností vůči radionuklidům ²²³Ra, ²²Ac a posoudit jejich vhodnost pro aplikaci v nukleární medicíně. Nanočástice byly připraveny metodou sol-gel za použití dusičnanů železa a vápníku, přičemž nejvhodnějším produktem se ukázal vzorek tvořený směsí magnetitu (FeO) a feritu vápníku (FeO(CaO)) s průměrnou velikostí krystalitů (84 ± 19) nm. Charakterizace byla provedena pomocí rentgenové práškové difrakce (XRPD) a skenovací elektronové mikroskopie (SEM). Při značení radionuklidy byly dosaženy vysoké výtěžky sorpce až 91,4 % pro ²²³Ra, 91,0 % pro ²²Ac a 86,1 % pro ¹¹Tb. In vitro stabilitní studie prokázala minimální uvolňování radionuklidu ²²³Ra z nanočástic ve fyziologickém roztoku (1,8 % po 168 hodinách) a v hovězím séru (4,1 %), zatímco v hovězí plazmě bylo pozorováno nejvyšší uvolnění (8,4 %), s výrazným přechodným nárůstem v časovém bodě 5 hodin (18,4 %). U neoznačených částic bylo nejnižší uvolňování iontů železa rovněž zaznamenáno ve fyziologickém roztoku ( 0,07 ppm). Výsledky potvrzují dobrou chemickou i radiochemickou stabilitu připravených nanočástic a jejich potenciál pro další vývoj v oblasti cílené radionuklidové terapie.This diploma thesis focuses on the synthesis, characterization, and testing of iron-based nanoparticles as potential carriers of radionuclides for targeted alpha therapy. The aim was to prepare stable nanoparticles with high sorption capacity for radionuclides ²²³Ra, ²²Ac and to assess their suitability for applications in nuclear medicine. The nanoparticles were synthesized using the sol-gel method with iron and calcium nitrates, resulting in an optimal product composed of a mixture of magnetite (FeO) and calcium ferrite (FeO(CaO)), with an average crystallite size of (84 ± 19) nm. Characterization was performed using X-ray powder diffraction (XRPD) and scanning electron microscopy (SEM). High sorption yields were achieved during radionuclide labelling up to 91.4 % for ²²³Ra, 91.0 % for ²²Ac, and 86.1 % for ¹¹Tb. In vitro stability studies showed minimal release of ²²³Ra from the nanoparticles in physiological saline (1.8 % after 168 hours) and in bovine serum (4.1 %), whereas bovine plasma showed the highest release (8.4 %) with a notable transient peak at 5 hours (18.4 %). For the unlabelled particles, the lowest iron ion release was observed in physiological saline ( 0.07 ppm). The results confirm the good chemical and radiochemical stability of the prepared nanoparticles and their potential for further development in targeted radionuclide therapy.