La Russie propose une nouvelle méthode de préparation de nanoparticules de magnétite marquées au fer-59, pouvant favoriser les applications de diagnostic et de traitement en médecine nucléaire

Des chercheurs russes ont développé une nouvelle méthode de préparation de nanoparticules de magnétite marquées au fer-59, qui pourrait offrir de nouvelles voies de préparation de matériaux pour des applications médicales telles que l'imagerie par résonance magnétique, la tomographie par émission monophotonique et la thérapie par radionucléides.

Selon les informations, des chercheurs de l'Institut de géochimie et de chimie analytique Vernadski et de l'Institut de chimie physique Karpov de l'Académie des sciences de Russie ont proposé de synthétiser des nanoparticules de magnétite au fer-59 par la méthode sol-gel. Les résultats ont été publiés dans la revue *Applied Radiation and Isotopes*.

La méthode sol-gel est une méthode chimique de préparation de nanomatériaux, dont le processus clé consiste à transformer une solution colloïdale liquide en un réseau de type gel. Dans cette étude, du sulfate de fer de haute pureté a été utilisé pour synthétiser des nanoparticules de magnétite, l'accent étant mis sur la réduction des impuretés de radionucléides nocifs susceptibles d'être générées lors de l'activation neutronique thermique, en particulier pour éviter les sous-produits radioactifs d'isotopes de chlore pouvant provenir des matières premières traditionnelles.

Le fer-59 est un isotope radioactif dont la demi-vie est de 44,5 jours. Les nanoparticules de magnétite contenant du fer-59 suscitent un intérêt croissant dans le domaine de la médecine nucléaire ces dernières années en raison de leur toxicité relativement faible et de la disponibilité relativement aisée des matières premières. Les chercheurs estiment que ces nanoparticules, dotées de propriétés superparamagnétiques, peuvent être utilisées comme agents de contraste pour l'imagerie par résonance magnétique : elles s'aimantent facilement sous l'effet d'un champ magnétique externe, mais ne conservent pas une aimantation prolongée après le retrait du champ, et ne s'agrègent pas facilement, ce qui contribue à améliorer la qualité des images.

Outre l'imagerie par résonance magnétique, le rayonnement émis par le fer-59 peut également être utilisé pour l'imagerie par tomographie par émission monophotonique. Les données indiquent que ce type d'imagerie présente un intérêt dans les cas où des implants métalliques dans le corps humain pourraient perturber l'imagerie par résonance magnétique conventionnelle. Par ailleurs, la désintégration des atomes de fer-59 libère également des particules β, ce qui en fait un agent de marquage nanoparticulaire envisageable pour la recherche sur le traitement des tumeurs.

Jusqu'à présent, la préparation de nanoparticules de magnétite se heurtait à des difficultés telles que la fabrication et le stockage des matières premières, ainsi qu'à des exigences strictes de contrôle de la taille des particules. Par exemple, le chlorure de fer, autrefois utilisé pour préparer des particules de magnétite, est sujet à des réactions chimiques indésirables à l'air ; de plus, si une méthode d'activation neutronique est employée, des isotopes radioactifs du chlore peuvent être générés, ce qui complique le traitement ultérieur des matériaux.

Schéma expérimental de la préparation de nanoparticules de magnétite marquées au fer-59

Dans cette nouvelle méthode, les chercheurs ont utilisé du sulfate de fer de haute pureté pour synthétiser des nanoparticules par la méthode sol-gel ; les particules obtenues présentent une taille moyenne d'environ 12 nanomètres et possèdent les propriétés superparamagnétiques requises. Ensuite, les nanoparticules ont été placées dans le canal du réacteur nucléaire VVR-ts d'Obninsk, en Russie, où elles ont été soumises à une activation neutronique thermique pour générer des atomes de fer-59.

Les résultats de l'étude montrent que la synthèse de nanoparticules de magnétite marquées au fer-59 à partir de fer métallique activé ou de sulfate de fer présente une efficacité relativement élevée. Les chercheurs estiment que cette méthode élimine presque entièrement les sous-produits indésirables tels que les isotopes radioactifs du chlore, ce qui contribue à étendre l'échelle de production de nanoparticules de fer-59 sans recourir à des procédés complexes et coûteux.