放射性ナノ粒子

放射性ナノ粒子は、放射性物質を含むナノ粒子です。放射性ナノ粒子は、医療診断、医療画像、毒物動態、環境衛生に応用されており、核ナノ医療への応用が研究されています。放射性ナノ粒子は、他の物質には存在しない運用保健物理学と内部線量測定の特別な課題を提示しますが、ナノ粒子に対する既存の放射線防護対策とハザード管理は一般的に適用されます。

種類と用途

エンジニアリング

人工放射性ナノ粒子は、陽電子放出断層撮影法や単一光子放出コンピュータ断層撮影法などの医療用画像技術に使用されており、^[2]テクネチウム99mを含む炭素ナノ粒子のエアロゾルは、肺の換気/灌流シンチグラフィーの市販の手順で使用されています。^[3]^{: 122–125} 人工放射性ナノ粒子は、環境衛生や毒物動態の研究において、ナノ粒子自体の存在を検出するための放射性標識としても使用されています。^[3]^{: 119–122}

人工放射性ナノ粒子は、核医学とナノ医療を組み合わせた治療用途、特に癌治療への応用が研究されている。^[3]^{: 125–130}中性子捕捉療法はそのような潜在的な応用例の一つである。^[2]^{[4]さらに、ナノ粒子は放射線治療に使用された場合、}アルファ線放出体の有毒な娘核種を隔離するのに役立つ可能性がある。^[1]

核イメージングは非侵襲性で感度が高く、ナノ粒子は標的ベクターとエフェクターの複数のコピーを組み合わせて、特定の関心領域に放射性同位元素を選択的に送達するためのプラットフォームとして有用である。^[5] 診断および治療用途におけるナノ粒子のその他の利点としては、血液および腫瘍の滞留時間の延長、ならびに治療においてその独自の物理的および化学的特性を利用できる可能性が挙げられる。^{[要出典]しかし、ナノ粒子は、}単核食細胞系によって認識されないように設計する必要があり、多くの場合、表面機能化を操作することによって、肝臓または脾臓に輸送される。^[4]^[5]

標的化技術には、抗体で放射性ナノ粒子を機能化して特定の組織に標的化することや、腫瘍部位に置いた磁石に引き寄せられる磁性ナノ粒子を使用することなどがある。 ^[4] テクネチウム99m、インジウム111、ヨウ素131は、これらの目的に使用される一般的な放射性同位元素であり、^[3]^{: 119–130}^{[4] 、}他の多くの放射性同位元素も使用されている。^[6]^[7] 放射性ナノ粒子は、放射性物質から直接ナノ粒子を合成するか、非放射性粒子に中性子または加速イオンを照射することによって、場合によってはその場で生成することができる。^[3]^{: 119}^[8]

自然と偶発

すべてのナノ粒子と同様に、放射性ナノ粒子も自然に発生するか、または工業プロセスの副産物として偶発的に生成される。放射性核種を含む天然ナノマテリアルの主な発生源はラドンガスの崩壊であり、その即時崩壊生成物は非ガス状元素であり、大気中の塵や蒸気とともにナノスケールの粒子に沈殿する。マイナーな天然発生源には、火山灰のナノスケール部分に存在する原始放射性核種、および植物に取り込まれて後に燃焼する原始核種と宇宙線起源核種がある。放射性ナノ粒子は、核再処理や汚染物体の切断などの原子力産業の手順によって偶発的に生成される可能性がある。 ^[3]^{: 16–20}

健康と安全

放射性ナノ粒子は、放射性物質の危険性とナノマテリアルの危険性を兼ね備えています。^[3]^{: 2–6} 吸入による曝露は、職場における空気中の粒子への曝露の最も一般的な経路です。いくつかの種類のナノ粒子に関する動物実験では、炎症、肉芽腫、肺線維症などの肺への影響が示されており、シリカ、アスベスト、超微粒子カーボンブラックなどの他の既知の線維形成物質と比較した場合、同等かそれ以上の強さでした。細胞または動物の一部の研究では、肺への曝露による遺伝毒性または発がん性の影響、または全身的な心血管系への影響が示されています。^[9]^{[10]電離放射線の危険性は、曝露が}急性か慢性かによって異なり、放射線誘発性癌や催奇形性などの影響が含まれます。^[11]^[12] 場合によっては、ナノ粒子自体の固有の物理化学的毒性により、放射能のみに関連するものよりも低い曝露限界につながる可能性があるが、ほとんどの放射性物質ではそうではない。^[3]^{: 2–6}

放射性ナノ粒子は、その毒物動態がサイズ、形状、表面化学などの物理的・化学的特性に依存するため、他の物質にはない運用保健物理学および内部線量測定の特別な課題を提示します。例えば、吸入されたナノ粒子は肺のさまざまな場所に沈着し、蒸気やより大きな粒子とは異なる方法で代謝され、体内を輸送されます。^[3]^{: 2–6}また、イメージング機器で使用される強力な磁場や極低温物質、実験研究における実験動物の取り扱いなど、関連プロセスによる危険もある可能性があります。 ^[13] ナノテクノロジーと放射線はどちらも公衆の認識に関する独自の考慮事項があるため、効果的なリスク評価とコミュニケーションが重要です。^[14]

危険管理

一般に、標準的な放射線防護プログラムのほとんどの要素は放射性ナノマテリアルに適用可能であり、ナノマテリアルの多くのハザード管理は放射性バージョンでも有効です。ハザード管理の階層には、病気や怪我のリスクを軽減するための 5 つのカテゴリの制御方法が含まれています。最も効果的な 2 つは、除去と代替です。たとえば、超音波処理プロセスを排除して粉塵曝露を減らすか、乾燥粉末の代わりに液体溶媒中のナノマテリアルスラリーまたは懸濁液を代用します。代替では、すべてのオプションの放射能と物理化学的危険性の両方を考慮する必要があります。また、放射性ナノマテリアルは非放射性物質よりも検出しやすいことも考慮する必要があります。^[3]^{: 2–6, 35–41}

工学的管理は、ヒュームフード、グローブボックス、バイオセーフティキャビネット、通気式天秤エンクロージャなどの局所排気システム、放射線遮蔽、アクセス制御システムを含む主な防護手段であるべきである。^[3]^：41–48外部の汚染を防ぐために室内を負圧にする必要があることは、医薬品を取り扱う際に通常の正圧を使用することと矛盾する可能性があるが、これはカスケード圧力システムを使用するか、ナノ材料をエンクロージャ内で取り扱うことで克服できる。^[13]

行政管理には、放射線量を制限する手順や、良好な作業慣行の奨励や汚染の監視などの汚染管理手順が含まれる。個人用保護具は最も効果が低く、他の危険管理と併用する必要がある。一般に、放射性物質用の個人用保護具は、不浸透性の実験着、ゴーグル、安全手袋、場合によっては呼吸器など、放射性ナノ材料にも効果があるはずであるが、ナノ粒子は衣服を透過しやすく、空気中で移動しやすいことを考慮する必要がある。^[3]^{: 48–63}

参照

参考文献

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