СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЧЕННОГО ТЕХНЕЦИЕМ-99m НАНОКОЛЛОИДА

Изобретение относится к медицине, в частности к способу получения радиоактивных препаратов медицинского назначения, которые могут быть использованы для радионуклидной диагностики, в том числе для проведения лимфосцинтиграфии в онкологии.

В существующей мировой практике наноколлоидные препараты, меченные короткоживущим радионуклидом технецием-99m (^99mТс), достаточно широко используются для проведения диагностических исследований в онкологии, кардиологии, для обнаружения нарушений анатомо-морфологической структуры при опухолях, циррозах, гепатитах и других заболеваний. К числу таких препаратов, серийно выпускаемых в России, относится ^99mТс-Технефит (ООО «Диамед»), представляющий собой коллоидный раствор на основе фитина (солей инозитгексафосфорной кислоты). Кроме того, разработан способ получения наноколлоида для приготовления радиофармпрепаратов на основе сульфида рения [Патент RU №2315624 С2, 27.01.2008].

В Европе производятся препараты «Nanocoll» (GE Amersham) с размерами частиц<80 нм; «^99mTc-nanocolloid» (GE,Uppsala,Sweden) с теми же размерами частиц; «Nanocis» (CIS bio International) - размеры ~100 нм и др. [см. Чернов В.И., Афанасьев С.Г., Синилкин А.А. и др. Радионуклидные методы исследования в выявлении «сторожевых» лимфатических узлов//Сибирский онкологический журнал. - 2008. T.28. - №4. - C.5-10].

Все приведенные наноколлоидные препараты изготавливаются на основе соединений, образующих устойчивые гидрозоли. При этом решающим фактором успеха является не их химический состав, а размер наночастиц. Известно, например, что оптимальный размер частиц для проведения лимфосцинтиграфии составляет 20-100 нм. Такие частицы выводятся из тканей со скоростью, не позволяющей им проникать в кровяное русло. Частицы с размерами менее 20 нм легко проходят в кровяное русло, что препятствует визуализации лимфоузлов [Sampson C.B. Textbook of Radiopharmacy Theory and Practice. Vol.3, 2^nd ed. London, United Kingdom: Gordon and Breach; 1994: 196]. В отличие от них наночастицы с размерами более 200 нм могут быть использованы для мечения аутолейкоцитов с целью выявления очагов воспалений в кардиологии. Например, в Австралии для маркировки белых клеток крови при диагностике инфекций и воспалений более 20 лет используется меченный технецием-99m наноколлоид на основе фторида олова [C. Tsopelas. The radiopharmaceutical chemistry of ^99mTc-tin fluoride colloid-labeled-leukocytes//The quarterly journal of nuclear medicine and molecular imaging. - 2005. Vol.49, Р. 319-324].

Большая часть из известных наноколлоидных радиофармпрепаратов представляет собой простые неорганические комплексы ^99mТс с сульфидами рения и сурьмы, получаемые по достаточно сложным технологиям. Например, известен способ получения наноколлоида сульфида сурьмы [Lin Y., Zhang X., Li J. et al. Appl. Radiat. Isot., 58 (2003), 347-352], включающий три основные стадии с большим количеством (более 10) промежуточных операций. Примерно столько же стадий включает способ получения ^99mTc-сульфид рениевого наноколлоида [Tsopelas C.J. Nucl.Med., 42 (2001), 3, 460-466].

Более простой способ получения меченных технецием-99m наноколлоидов - путем проведения адсорбции восстановленного ^99mTc на гамма-оксиде алюминия - был предложен авторами заявки [Патент RU №2463075 С1, 10.10.2012]. Способ включает приготовление водной суспензии из наноразмерного порошка гамма-оксида алюминия, введение элюата технеция-99m, затем в определенных количествах последовательно вводят аскорбиновую кислоту, олова (II) хлорид дигидрат и желатин. Полученную смесь нагревают на водяной бане при температуре 70-80°С в течение 30 мин, охлаждают до комнатной температуры в ультразвуковой ванне и проводят стерилизующую фильтрацию. Этот способ, как наиболее близкий к заявляемому, взят за прототип.

Проведенные нами предварительные исследования показали, что устойчивые коллоидные соединения с заданными размерами могут быть также получены на основе железо-углеродных частиц (Fe@C) с химически модифицированной поверхностью органическими радикалами - арендиазоний тозилатами (АДТ) [Патент RU №2405655 B2, 10.02.2010]. В результате предварительных токсикологических исследований было также установлено, что величина летальной дозы LD50 для таких частиц составляет>310 мг/кг веса, что согласно ГОСТ12.1.007 - 76 позволяет их отнести к группе 4 (малотоксичные вещества).

Еще одним важным фактором, повлиявшим на выбор Fe@C (АДТ) в качестве объекта для мечения технецием-99m, является то, что они, обладая магнитными свойствами, одновременно могут быть использованы в качестве рентгеноконтрастных агентов для проведения магнито-резонансной томографии. Все это открывает широкие возможности для их применения в двух параллельных видах диагностики с последующим получением информации не только о топографии очага воспаления, но и его функциональном состоянии.

Способов получения меченного ^99mTc наноколлоида Fe@C (АДТ) нами в литературе не обнаружено, что и определило задачу разработки метода получения наноразмерного соединения ^99mTc-Fe@C (АДТ), приемлемого по своим характеристикам для проведения лимфосцинтиграфии и других диагностических исследований.

Технический результат от предлагаемого изобретения состоит в получении меченного технецием-99m наноколлоида, отвечающего следующим требованиям:

- не менее 80% частиц имеют размер в интервале 20-100 нм;

- относительное содержание частиц с размерами менее 20 нм не превышает 6%;

- радиохимическая чистота радиофармпрепарата составляет более 90% и сохраняется не менее 4 часов.

В соответствии с этим, поставленная задача получения наноколлоида ^99mTc-Fe@C (АДТ) с заданными размерами решается следующим образом. В способе получения меченного технецием-99m наноколлоида, включающем как и прототип, приготовление исходной суспензии наноколлоида, введение в него элюата технеция-99m, затем введение аскорбиновой кислоты и желатина в количествах на 1 мл смеси: 0,20-0,25 мг и 2,5-4,0 мг, соответственно, и определенного количества олова (II) хлорида дигидрата, последующий нагрев полученной смеси на водяной бане при температуре 70-80°С в течение 30 мин, охлаждение до комнатной температуры в ультразвуковой ванне и проведение стерилизующей фильтрации, в отличие от прототипа, в качестве наноколлоида используют железо-углеродные частицы, поверхность которых химически модифицирована арендиазоний тозилатом, исходную суспензию готовят в 0,1% растворе додецилбензол сульфата натрия и пропускают ее через фильтр с диаметром пор 100 нм, а олова (II) хлорид дигидрат берут в количестве 0,02-0,03 мг из расчета на 1 мл смеси.

Изобретение поясняется фиг. 1, на которой представлено лимфосцинтиграмма крысы через 1 час после введения под кожу животного наноколлоидного радиофармпрепарата ^99mTc-Fe@C (АДТ). Накопление в лимфатическом узле 3,5% от общей введенной активности: 1 - лимфоузел, 2 - место введения препарата.

Сущность изобретения поясняется следующими примерами.

Пример 1. Во флакон вместимостью 20 мл вносят навеску Fe@C (АДТ) массой ~10 мг, разводят ее в 20 мл 0,1% раствора додецилбензол сульфата натрия и обрабатывают в ультразвуковой ванне в течение 30 мин. 2 мл полученной суспензии переносят в отдельный флакон, пропуская ее через фильтр с диаметром пор 220 нм. Затем к ней последовательно добавляют 2 мл элюата ^99mTc с активностью 1,5-2 ГБк, 100 мкл водного раствора аскорбиновой кислоты с концентрацией 10 мг/мл, 10 мкл свежеприготовленного раствора Sn (II) (концентрация 8 мг/мл по SnCl₂·2Н₂О) и 100 мкл водного раствора желатина с концентрацией 100 мг/мл. После интенсивного перемешивания смесь кипятят в течение 30 мин с последующим охлаждением до комнатной температуры в ультразвуковой ванне и фильтруют через стерилизующий фильтр (0, 22 мкм) в асептических условиях в стерильный флакон.

Радиохимический выход продукта с размером частиц менее 100 нм относительно общей активности приготовленного препарата определяли путем фильтрации исходной смеси через фильтр с диаметром пор 100 нм. Содержание фракции с размерами менее 20 нм контролировали по данным накопления ^99mTc в крови через 1 час после введения препарата экспериментальным животным. В рассмотренном примере введенные количества аскорбиновой кислоты, Sn (II) и желатина в пересчете на 1 мл приготовленной смеси составляют 0,25 мг, 0,02 мг и 2,5 мг соответственно. Выход продукта с размерами менее 100 нм составил 70%, а фракции менее 20 нм - 10%. Радиохимическая чистота фильтрата равна 90% и остается на этом уровне в течение 4-6 часов.

Пример 2. Реакционную смесь готовят так же, как и в примере 1, с тем отличием, что 2 мл приготовленной суспензии Fe@C (АДТ) переносят в отдельный флакон, пропуская ее через фильтр с диаметром пор 100 нм. За тем туда вводят те же количества элюата ^99mTc, аскорбиновой кислоты, свежеприготовленного раствора Sn (II) и водного раствора желатина. В рассмотренном примере выход продукта с размерами менее 100 нм составил 86%, а фракции менее 20 нм - 9%. Радиохимическая чистота фильтрата равна 90% и остается на этом уровне в течение 4-6 часов.

Пример 3. Реакционную смесь готовят так же, как и в примере 2, с тем отличием, что вводят 15 мкл свежеприготовленного раствора Sn (II) (концентрация 8 мг/мл по SnCl₂·2Н₂О). Полученную смесь нагревают на водяной бане (70-80 єС) в течение 30 мин с последующим охлаждением до комнатной температуры и фильтрацией через стерилизующий фильтр (0,22 мкм) в асептических условиях в стерильный флакон.

В рассмотренном примере введенное количество Sn (II) в пересчете на 1 мл приготовленной смеси равно 0,03 мг. Выход продукта с размерами менее 100 нм составил 87%, а фракции менее 20 нм - 8%. Радиохимическая чистота препарата равна 96% и остается на этом уровне в течение 4-6 часов.

Пример 4. Реакционную смесь готовят так же, как и в примере 2, с тем отличием, что вводят 20 мкл свежеприготовленного раствора Sn (II) (концентрация 8 мг/мл по SnCl₂·2Н₂О). Полученную смесь нагревают на водяной бане (70-80 єС) в течение 30 мин с последующим охлаждением до комнатной температуры и фильтрацией через стерилизующий фильтр (0,22 мкм) в асептических условиях в стерильный флакон.

В рассмотренном примере введенное количество Sn (II) в пересчете на 1 мл приготовленной смеси равно 0,04 мг. Выход продукта с размерами менее 100 нм составил 67%, а фракции менее 20 нм - 8%. Радиохимическая чистота препарата равна 94% и остается на этом уровне в течение 4-6 часов.

Из представленных примеров следует, что фильтрация исходной суспензии Fe@C (АДТ) перед проведением мечения технецием-99m через фильтр с диаметром пор 100 нм обеспечивает повышение выхода целевого наноколлоида ^99mTc-Fe@C (АДТ) с размерами частиц менее 100 нм до 86-87%, а введение в состав реакционной смеси Sn (II) в количестве 0,02-0,03 мг из расчета на 1 мл смеси обеспечивает радиохимическую чистоту продукта на уровне 90-96%. Дальнейшее увеличение в реакционной смеси содержания Sn (II) до 0,04 мг/мл приводит к образованию более крупного коллоида и снижению выхода целевого наноколлоида ^99mTc-Fe@C (АДТ) с размерами частиц менее 100 нм до 67%.

В целом предлагаемый способ позволяет получать меченный технецием-99m наноколлоидный препарат на основе модифицированного Fe@C (АДТ), пригодный для проведения гамма-сцинтиграфических исследований, о чем свидетельствует лимфосцинтиграмма (cм. чертеж), полученная через 1 час после введения радиофармпрепарата экспериментальному животному (крысе). Накопление в лимфоузле 3,5%, что на много превосходит стандартные требования (1,4-1,7%).