Рентгеноконтрастные средства на основе нано - и микрочастиц танталатов редкоземельных элементов Соковнин С.Ю., Ильвес В.Г., Зуев М.Г., Ларионов Л.П., Стрекалов И.М. Институт электрофизики УрО РАН, Екатеринбург, Россия Институт химии твердого тела УрО РАН, Екатеринбург, Россия ГОУ ВПО «Уральская государственная медицинская академия Минздравсоцразвития, Екатеринбург, Россия

В настоящее время для контрастирования органов и систем организма человека широко применяются йодсодержащие рентгеноконтрастные средства (РКС), которые имеют ряд недостатков. Они оказывают токсические воздействие на систему крови, печень, почки, поджелудочную железу, центральную нервную систему, эндокринную систему (в особенности на щитовидную железу). Имеют местно-раздражающее действие на слизистые оболочки, в том числе эпителий трахеобронхиального «дерева», печеночных и панкреатических протоков, эндотелий артериальных, венозных, лимфатических сосудов и сердца, мозговые оболочки. Вызывают различные виды аллергических реакций, в том числе и анафилактический шок.

Поэтому проводится поиск эффективных РКС, у которых отсутствуют отмеченные недостатки, пригодные для применения рентгеновского излучения с энергией в интервале 20 – 100 кэВ. Этим условиям удовлетворяют ортотанталаты элементов III группы Периодической системы, в частности, состава: MTaO 4, где M это La - лантан, Y - итрий, Lu - лютеций.

Синтез субстанций проводили из соответствующих оксидов в твердой фазе при температуре 1450 – 1500°С. Синтезированы новые рентгеноконтрастные субстанции фазы переменного состава La 1-х Gd х TaO 4, имеющие различные размеры микрочастиц (S уд ~0,04м 2 /г).

I n vitro оценивали контрастные свойства синтезированных субстанций в сравнении с урографином и стандартной водной суспензией сульфата бария. Гелевые суспензии готовили с концентрациями 10%. Сравниваемые РКС помещали в стеклянные флаконы емкостью 10 мл. Рентгенографию проводили на аппарате РУМ-20М (40кВ, 40мА, 0,12с) при различных физико-технических условиях, кассета размером 18х24 см. Экспонированную рентгеновскую пленку обрабатывали по обычной технологии. Плотность почернения пленки измеряли на микроденситометре MD 100.

. Наименьшая величина почернения (наибольшая контрастность) наблюдается для субстанции La 0,92 Gd 0,18 TaO 4. Изменяя количественный состав субстанций, содержащий одни и те же химические элементы, можно плавно изменять контрастность РКС. плотность почернения изображений на пленке флаконов

Block diagram of the Nanobeam 2 installation

Photo of the Nanobeam-2 installation

Технические характеристики установки «Нанобим» ХарактеристикиЗначение 1Потребляемая мощность, кВА, не более5 2Питающая сеть380В (3ф), 50 Гц 3Длительность импульсов мкс Частота подачи импульсов, Гцдо 500 5Ускоряющее напряжение, кВдо 50 6Ток пучка на мишени, А0,3 7Диаметр пучка на мишени, мм1.5 8Пределы регулирования давления в камере испарения, Па Скорость натекания газа в камеру испарения, л/часдо 63 10Вес установки, кг, не более700 11Площадь размещения установки, м*м3*3

Фотография мишени с меткой развертки пучка и крупными частицами Мишень YSZ Мишень ZnO

Методы анализа нанопорошков Рентгенофазовый ВЕТ- анализ ТЭМ высокого разрешения

Фото нанопорошков LaTaO 4 с удельной поверхностью S уд ~ 165 м 2 /г.

РФА нанопорошков LaTaO 4 с удельной поверхностью S уд ~ 165 м 2 /г.

Фото нанопорошков YTaO 4 с удельной поверхностью S уд ~ 185 м 2 /г.

РФА нанопорошков LaTaO 4 с удельной поверхностью S уд ~ 185 м 2 /г.

Проведено сравнение контрастности гелевых РКС, полученных на основе нано - и микропорошков LaTaO 4 и YTaO 4 с концентрациями 5 и 10%. Установлено, что контрастность изображений флаконов, содержащих наносуспензии выше, чем флаконов, содержащих суспензии с микропорошками на 20-30%. Таким образом, контрастность зависит от химического и гранулометрического составов субстанций.