Безопасный детектор рентгеновского излучения для лучевой диагностики
Ученые из США и Китая разработали новый детектор рентгеновского излучения, полностью состоящий из нетяжелых металлов.
Вместо таких металлов, как свинец и кадмий, присутствующих в традиционных детекторах, экспериментальное носимое решение состоит из нетоксичных металлоорганических структур (nontoxic metal-organic frameworks – MOF), расположенных между гибкими пластиковыми и золотыми электродами для высокочувствительного зондирования и визуализации.
«Тяжелые металлы обычно токсичны и могут представлять серьезную опасность для здоровья. Свинец может вызывать анемию, слабость, повреждение почек и головного мозга. Кадмий может негативно влиять на почки и легкие, особенно на проксимальные тубулярные клетки, и повышать риск рака», – сказал Шенцян Рен, разработчик детектора и преподаватель кафедры механической и аэрокосмической техники, а также кафедры химии Университета штата Нью-Йорк в Буффало.
Раствор соли хлорида никеля и 2,5-диаминобензол-1,4-дитиола (DABDT) перемешивали в течение нескольких часов для создания MOF, в которых молекулы DABDT соединяются никелем. Никельсодержащие MOF показали большую чувствительность при облучении рентгеновскими лучами с энергией 20 кэВ, чем детекторы, информация о которых появлялась в последнее время. Это эквивалентно энергии, выделяемой во время медицинского сканирования.
Ученые изготовили гибкий детектор поместив никельсодержащие MOD между золотыми пленочными электродами, один из которых находился на гибкой пластиковой поверхности. Используемые в детекторе медные провода проводят ток от каждого пикселя решетки 12×12, а все устройство покрыто гибким полимером на основе силикона.
Такое решение радикально отличается от традиционных детекторов, которые либо встроены в большие неподвижные сканеры, либо являются жесткими. Гибкие радиационные детекторы рентгеновского излучения создавались из MOF и раньше, но, как и детекторы, используемые в настоящее время, они все равно содержали свинец.
Исследователи ожидают, что их устройство ускорит разработку оборудования следующего поколения для радиологической визуализации и детекторов рентгеновского излучения, обладая гибкостью и способностью повторять форму закругленных частей тела или принимать форму внутренней поверхности ограниченного пространства, не имея вредных тяжелых металлов в своем составе.
«Следующим шагом будет улучшение разрешения детекторов и изучение возможности налаживания их крупномасштабного производства», – сказал Рен.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Nano Letters Американского онкологического общества.
Оригинал новости можно прочитать здесь
