Molecular dynamics simulations and structural descriptors of radioisotope glass vectors for in situ radiotherapy.
Molecular dynamics simulations and structural descriptors of radioisotope glass vectors for in situ radiotherapy.
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用于原位放射治疗的放射性同位素玻璃载体的分子动力学模拟和结构描述符。
DOI：
10.1021/jp304200f
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发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Christie JK
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Christie JK
钇铝硅酸盐（YAS）玻璃的低溶解度（高耐久性）是其用于原位放射治疗的最重要特性之一。简单的参数，如二氧化硅或氧化钇含量或网络连接性，是不足以合理的实验观察到的玻璃组成的溶解度的依赖性。我们进行了经典的分子动力学（MD）模拟八个不同的YAS玻璃已知的溶解度和分析的MD轨迹，以确定相关的具体结构特征，并可用于预测的溶解度。我们发现，（Si-）O-Si配位数CNSiOSi，钇-钇簇合比RYY，和每个钇原子的四面体内O-Si-O键的数量Nintracan可以组合成一个单一的结构描述符=f（CNSiOSi，RYY，Nintraca）与溶解度的高度相关性。因此，可以从MD模拟计算参数，并用于预测YAS组合物的溶解度，允许将它们调整到放射治疗应用所需的范围。例如，其趋势表明，高二氧化硅和低氧化钇含量的YAS玻璃对于放射治疗应用应该足够耐用，尽管额外的临床考虑可能会对氧化钇含量设定下限。
The low solubility (high durability) of yttrium aluminosilicate (YAS) glass is one of its most important properties for use in in situ radiotherapy. Simple parameters, such as silica or yttria content or network connectivity, are not sufficient to rationalize the dependence of the solubility on the glass composition observed experimentally. We performed classical molecular dynamics (MD) simulations of eight different YAS glasses of known solubility and analyzed the MD trajectories to identify specific structural features that are correlated and can be used to predict the solubility. We show that the (Si−)O–Si coordination number CNSiOSi, the yttrium–yttrium clustering ratioRYY, and the number of intratetrahedral O–Si–O bonds per yttrium atomNintracan be combined into a single structural descriptors=f(CNSiOSi,RYY,Nintra) with a high correlation with the solubility. The parameterscan thus be calculated from MD simulations and used to predict the solubility of YAS compositions, allowing one to adjust them to the range required by radiotherapy applications. For instance, its trend shows that high-silica- and low-yttria-content YAS glasses should be sufficiently durable for the radiotherapy application, although additional clinical considerations may set a lower limit to the yttria content.
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