Радиофармацевтическая композиция для радиосиновэктомии и способ ее получения

Группа изобретений относится к ядерной медицине, а именно к радиофармацевтическим композициям для радиосиновэктомии и способам их получения.

Радиосиновэктомия - разновидность радионуклидной терапии. Принцип терапевтического действия радиофармацевтического препарата (РФП) основан на воздействии β^--частиц на синовиальную оболочку сустава. Введенный препарат захватывается путем фагоцитоза клетками поверхностного эпителия синовиальной оболочки и оказывает за счет этого повреждающее действие. При местном облучении β^--частицами ткани воспаленной синовиальной оболочки сустава в ней вызывается процесс абляции, т.е. гибели функционально активных клеток, ответственных за поддержание воспаления. В результате такого воздействия обычно возникает поверхностный фиброз синовии. Клинически, в случаях достижения положительного эффекта, наблюдается снижение болей, проявлений активного воспаления и, как следствие, улучшение качества жизни пациентов.

В настоящее время в мире радиосиновэктомия признается методом выбора в лечении ревматоидного поражения суставов, сопровождающегося выпотом. Длительность ремиссии составляет от нескольких месяцев до четырех лет.

Одним из наиболее перспективных изотопов для радионуклидной терапии считают рений-188. Период полураспада рения-188 составляет 16,9 ч, а энергия β^--излучения, равная 2,12 МэВ, достаточна, чтобы проникнуть сквозь 5-10 мм утолщенной синовиальной оболочки. Это позволяет достигать ожидаемого терапевтического эффекта от действия РФП с минимумом опасных остаточных эффектов. Гамма-излучение рения-188 (E_γ=155 кэВ) дает возможность сцинтиграфического наблюдения за распределением активности в организме. Кроме того, являясь элементом VII группы Периодической системы, рений способен к образованию различных комплексов и коллоидных форм в различных окислительных состояниях. Таким образом, выбор радионуклида рений-188 в качестве основы радиофармпрепарата для радиосиновэктомии исключительно целесообразен.

Рений-188 получают с использованием генераторной системы ¹⁸⁸W/¹⁸⁸Re. Рений-188 образуется при распаде материнского радионуклида вольфрама-188 и его элюируют 0,9% раствором NaCl, при этом рений-188 переходит в раствор в форме перрената натрия (NaReO₄). Рений-188 также получают с использованием экстракционного генератора путем экстракции рения-188, образующегося в результате распада вольфрама-188, с последующим упариванием раствора и растворением осадка в 0,9% растворе NaCl.

Известны радиофармацевтические композиции для радиосиновэктомии, у которых образование коллоидных частиц, меченных рением-188, происходит в процессе синтеза. Так, группа исследователей с о. Тайвань [S.J. Wang et al. / Eur. J. Nucl. Med 22 (1995) 505-507] для получения серного коллоида, ¹⁸⁸Re-S, во флакон, содержащий 40 мг тиосульфата натрия, 4,8 мг ЭДТА и 0,8 мг перрената калия, добавляла элюированный раствор натрия ¹⁸⁸Re-перрената (1-2 мл). Оптимальные условия проведения реакции: 30 мин при температуре 95°С и pH=1. Для обеспечения однородности суспензии коллоид встряхивали в течение 5 минут. Выход меченого коллоида составлял около 90%. При этом 6,8% частиц имели размер более 10 мкм, 10,7% - от 5 до 10 мкм, 65% - от 1 до 5 мкм и 17,5% - от 0,15 до 1 мкм. Недостатком описанного способа является проведение синтеза радиофармацевтической композиции при 95°С, это значительно усложняет процесс и требует дополнительного времени для охлаждения готового продукта, что влечет за собой дополнительные лучевые нагрузки на медицинский персонал. Кроме того, значительным недостатком является образование частиц размером от 0,15 до 1 мкм (17,5%), которые достаточно быстро выводятся из сустава за счет диффузии.

Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату являются оловянный коллоид, ¹⁸⁸Re-Sn, и способ его синтеза, предложенные исследователями Сеульского университета [J.M. Jeong et al. / Applied Radiation and Isotopes 52 (2000) 851-855]. Для получения ¹⁸⁸Re-Sn коллоида сначала во флакон в атмосфере азота помещали 0,5 мл 0,1М HCl, содержащей 0,5-30 мг SnCl₂⋅2H₂O, растворенного при барботировании азота. При укупоривании такого раствора во флакон в атмосфере азота его стабильность сохраняется в течение 3 месяцев. Затем во флакон добавляли 0,5 мл ¹⁸⁸Re-перрената (приблизительно 30 МБк) в виде элюата из генератора ¹⁸⁸W/¹⁸⁸Re и выдерживали при комнатной температуре в течение 2 ч. Затем pH реакционной смеси доводили до нейтрального значения с помощью 0,2М фосфатного буфера с pH=8. В этих условиях эффективность мечения составляла более 95%. Распределение частиц ¹⁸⁸Re-Sn коллоида по размерам представлено в таблице 1.

Существенными преимуществами этого способа по сравнению с предыдущим является проведение синтеза радиофармацевтической композиции при комнатной температуре и более высокий выход меченого коллоида. Недостатки:

- радиофармацевтическую композицию получают из жидких реагентов, что создает трудности при их транспортировке, а срок годности раствора хлорида олова не превышает 3 месяцев;

- недостаточное количество частиц имеют размеры 2-10 мкм (менее 26,9%), хотя известно, что для радиосиновэктомии именно такие частицы предпочтительны [Peter Schneider, Jamshid Farahati, Christoph Reiners. Radiosynovectomy in Rheumatology, Orthopedics, and Hemophilia. // J. Nucl. Med., 2005. - V. 46 - N1, suppl P. 48S-54S.];

- значительное количество частиц имеют размеры 1 мкм и меньше, что способствует распространению активности за пределы сустава за счет диффузии, следовательно, имеет место дополнительная дозовая нагрузка на нецелевые органы пациента.

Перед авторами была поставлена задача создания физиологически приемлемой радиофармацевтической композиции для радиосиновэктомии, гомогенно распределяющейся во внутрисуставном пространстве, не вызывающей воспалительную реакцию и остающейся фиксированной в суставе на протяжении курса терапии (с преимущественными размерами частиц 2-10 мкм). Кроме того, требовалось разработать способ получения такой радиофармацевтической композиции, позволяющий получать ее без нагревания из набора реагентов с длительным сроком годности (12 месяцев).

При разработке способа получения радиофармацевтической композиции для радиосиновэктомии использовали подход, при котором коллоид с частицами заданного размера формируется непосредственно в ходе синтеза, так как это позволяет значительно увеличить выход частиц, меченных рением-188. Было проведено исследование влияния на качество получаемой радиофармацевтической композиции таких существенных параметров синтеза, как: концентрация олова дихлорида дигидрата, время и температура инкубирования, концентрация соляной кислоты, присутствие стабилизатора, концентрация носителя, pH суспензии, кроме того, был подобран нейтрализующий агент. Для увеличения срока годности набора реагентов было предложено пойти по пути использования лиофилизированных реагентов.

Технический результат:

- разработан способ получения радиофармацевтической композиции для радиосиновэктомии, содержащей радионуклид рений-188;

- получена радиофармацевтическая композиция для радиосиновэктомии, содержащая радионуклид рений-188;

- выход меченых частиц с размером от 2 до 10 мкм составляет более 80%, радиохимическая чистота (РХЧ) препарата составляет более 90%, срок хранения готовой радиофармацевтической композиции для радиосиновэктомии составляет не менее 3 суток;

- меченные радионуклидом коллоидные частицы гомогенно распределяются во внутрисуставном пространстве, не вызывая воспалительную реакцию, и остаются фиксированными в суставе на протяжении 72 ч, не перераспределяясь в организме;

- возможность получения набора реагентов для приготовления радиофармацевтической композиции в лиофилизированном виде позволяет увеличить срок его хранения до 12 месяцев.

Способ получения радиофармацевтической композиции осуществляется в два этапа: предварительное приготовление набора реагентов (2 флакона) и синтез радиофармацевтической композиции для радиосиновэктомии. Набор реагентов для приготовления радиофармацевтической композиции состоит из двух флаконов с лиофилизированными реагентами. Получение реагента №1 (флакон 1) включает растворение в токе аргона олова дихлорид дигидрат в 0,1М HCl с последующим добавлением стабилизатора, фильтрацию образовавшегося раствора через стерилизующий фильтр, лиофильную сушку предварительно расфасованного раствора и последующие укупоривание и герметизацию флаконов. Флакон 1 содержит олова дихлорид дигидрат от 6 до 24 мг и стабилизатор (Твин 80 или Полисорбат 80) от 1,2 до 6,0 мг. Получение реагента №2 (флакон 2) включает получение раствора нейтрализующего агента для регулирования кислотности, при этом в качестве нейтрализующего агента применяют 0,1М раствор гидроокиси натрия, либо 0,2М раствор фосфата натрия, либо раствор фосфатного буфера с pH 8,3, либо предпочтительно фосфатный буфер в виде смеси фосфатов различной степени замещенности совместно с натрия гидроокисью, последующую фильтрацию раствора через стерилизующий фильтр, лиофильную сушку предварительно расфасованного раствора и последующие укупоривание и герметизацию флаконов. Флакон 2 в предпочтительном варианте содержит фосфатный буфер в виде смеси фосфатов различной степени замещенности, состав по фосфору: 0,75-1,5 мг на флакон, совместно с натрия гидроокисью - 4,8 мг на флакон. Срок хранения набора реагентов - 12 месяцев. Синтез радиофармацевтической композиции для радиосиновэктомии осуществляют следующим образом. Получают раствор натрия перрената, ¹⁸⁸Re, из генератора ¹⁸⁸W/¹⁸⁸Re, при этом в качестве элюента используют раствор натрия хлорида изотонического 0,9% для инъекций. Затем во флакон 1 вводят 1,0 мл раствора натрия перрената, ¹⁸⁸Re, с объемной активностью от 37 до 1850 МБк/мл путем прокола иглой шприца резиновой пробки, после этого pH суспензии составляет от 1,5 до 2,5. Полученную суспензию перемешивают на вихревой мешалке в течение 10 с, после чего помещают в свинцовый контейнер и выдерживают при комнатной температуре в течение 1 часа. Во флакон 2 вводят 2,5 мл раствора натрия хлорида изотонического 0,9% для инъекций путем прокола иглой шприца резиновой пробки и перемешивают. После полного растворения лиофилизированного реагента из флакона 2 шприцем отбирают все содержимое и вносят его во флакон 1. Образовавшуюся во флаконе 1 суспензию перемешивают на вихревой мешалке в течение 10 с. В результате получают готовую к применению радиофармацевтическую композицию для радиосиновэктомии, значение pH готовой композиции от 3,2 до 5,9, радиохимическая чистота более 90%, выход меченых частиц с размерами от 2 до 10 мкм более 80%.

На основе экспериментальных исследований было выявлено, что при содержании олова дихлорида дигидрата во флаконе в интервале от 6 мг до 24 мг можно получать радиофармацевтическую композицию для радиосиновэктомии хорошего качества. Однако при содержании во флаконе 1 менее 6 мг SnCl₂⋅2H₂O происходило образование коллоидных частиц со средним диаметром меньше 1,5 мкм, а при содержании более 24 мг SnCl₂⋅2H₂O происходило образование более крупных частиц (более 10 мкм).

Установлено, что инкубирования в течение 1 часа при комнатной температуре достаточно для получения радиофармацевтической композиции хорошего качества. Увеличение температуры приводило к укрупнению коллоидных частиц.

В ходе исследований было показано, что использование 1М HCl при получении реагента №1 приводит к получению радиофармацевтической композиции с более крупными частицами, при этом частицы достаточно быстро слипаются и оседают. Поэтому для приготовления реагента №1 использовали 0,1М HCl, что позволило получить стабильную радиофармацевтическую композицию.

При получении реагента №1 в качестве стабилизатора возможно использование 20% раствора Твина 80, либо Полисорбата 80, который является отечественным аналогом Твина 80. Применение стабилизатора необходимо для получения коллоидных частиц нужного размера при восстановлении рения-188. Именно на этой стадии получения радиофармацевтической композиции происходит формирование частиц определенного размера. Было установлено, что с увеличением количества стабилизатора, добавляемого в исходный раствор реагента №1, размер образующихся частиц композиции уменьшается. Данные представлены в таблице 2.

Восстановление рения-188 на первой стадии синтеза радиофармацевтической композиции происходит при значении pH менее 2. Такое значение pH неприемлемо для радиофармацевтической композиции, которая будет вводиться в сустав. Однако значительное увеличение pH радиофармацевтической композиции отрицательно сказывается на ее качестве. Экспериментально показано, что радиофармацевтическая композиция сохраняет свое высокое качество при pH от 3,2 до 5,9 (таблица 3).

В качестве нейтрализующего агента для регулирования значения pH можно использовать 0,1М раствор гидроокиси натрия, 0,2М раствор фосфата натрия и раствор фосфатного буфера с pH 8,3, в предпочтительном варианте фосфатный буфер в виде смеси фосфатов различной степени замещенности, состав по фосфору: 0,75-1,5 мг/флакон, совместно с натрия гидроокисью (4,8 мг/флакон). При приготовлении радиофармацевтической композиции для радиосиновэктомии с применением всех указанных выше нейтрализующих агентов достигается заявленный технический результат.

Изобретение поясняется следующими примерами.

Пример 1

Получение радиофармацевтической композиции осуществляют в два этапа: приготовление набора реагентов (2 флакона) и синтез радиофармацевтической композиции для радиосиновэктомии.

Приготовление набора реагентов

Флакон 1. Для получения лиофилизированного реагента №1 навеску олова дихлорида дигидрата (2,0 г) растворяют в 100 мл 0,1М HCl в токе аргона. Затем в колбу вносят 0,6 мл 20% раствора Полисорбата 80. Раствор перемешивают и фильтруют через стерилизующий фильтр 0,22 мкм. Полученный фильтрат фасуют во флаконы для лекарственных средств порциями по 1,0 мл. Флаконы с раствором реагента №1 помещают в предварительно охлажденную камеру лиофильной сушки. Проводят лиофильную сушку. По окончании процесса лиофилизации камеру лиофильной сушки заполняют аргоном, затем укупоривают флаконы резиновыми пробками и герметизируют алюминиевыми колпачками.

Флакон 2. Для получения лиофилизированного реагента №2 в мерную колбу вместимостью 100 мл вносят 0,80 г Na₂HPO₄⋅12H₂O и 0,19 г Na₃PO₄⋅12H₂O. Затем добавляют примерно 90 мл воды для инъекций и перемешивают раствор до полного растворения фосфатов. После этого в колбу вносят 6,0 мл 2,0М раствора натрия гидроокиси, раствор перемешивают и доводят объем раствора в мерной колбе до метки водой для инъекций. Полученный раствор фильтруют через стерилизующий фильтр 0,22 мкм. Фильтрат переносят в дозатор и фасуют во флаконы для лекарственных средств порциями по 1,0 мл. Флаконы с раствором реагента №2 помещают в предварительно охлажденную камеру лиофильной сушки. Проводят лиофильную сушку. По окончании процесса лиофилизации камеру лиофильной сушки заполняют воздухом, предварительно пропущенным через колонку с осушителем, затем укупоривают флаконы резиновыми пробками и герметизируют алюминиевыми колпачками.

Синтез радиофармацевтической композиции для радиосиновэктомии: сначала получают раствор натрия перрената, ¹⁸⁸Re, из генератора ¹⁸⁸W/¹⁸⁸Re, для элюирования используют раствор натрия хлорида изотонического 0,9% для инъекций, затем во флакон 1, содержащий олова дихлорид дигидрат (20 мг) и стабилизатор (Полисорбат 80-1,2 мг), вводят 1,0 мл раствора натрия перрената, ¹⁸⁸Re, с объемной активностью 185 МБк/мл путем прокола иглой шприца резиновой пробки. pH раствора составляет 1,7. Полученную суспензию перемешивают на вихревой мешалке в течение 10 с, помещают в свинцовый контейнер и выдерживают при комнатной температуре в течение 1 ч. Во флакон №2, содержащий фосфатный буфер (в виде смеси фосфатов различной степени замещенности, состав по фосфору: 0,9 мг на флакон) совместно с натрия гидроокисью (4,8 мг на флакон), вводят 2,5 мл раствора натрия хлорида изотонического 0,9% для инъекций путем прокола иглой шприца резиновой пробки и перемешивают. После полного растворения лиофилизированного реагента из флакона 2 шприцем отбирают все содержимое и вносят его во флакон 1. Образовавшуюся во флаконе 1 суспензию перемешивают на вихревой мешалке в течение 10 с. После этого полученная радиофармацевтическая композиция для радиосиновэктомии готова к применению, значение pH готовой композиции - 4,9, радиохимическая чистота - 92,2%, выход меченых частиц с размерами от 2 до 10 мкм - 83%. Таким образом, показано, что по предложенному способу может быть получена радиофармацевтическая композиция для радиосиновэктомии.

Пример 2

Радиохимическую чистоту радиофармацевтической композиции проверяют методом тонкослойной хроматографии, используя в качестве растворителя ацетон. На полоске хроматографической пластины с тонким слоем силикагеля (Art. 5553, фирмы «Merck») размером 15×100 мм отмечают линию старта на расстоянии 15 мм от края и линию фронта, находящуюся на расстоянии 85 мм от линии старта. На линию старта полоски наносят препарат в количестве 0,001-0,005 мл.

После высушивания пятна на воздухе проводят хроматографирование восходящим методом до достижения растворителем отмеченной линии фронта (20 мин). В указанном режиме хроматографирования R_f коллоида составляет 0,0±0,05, a R_f перренат-ионов составляет 0,95±0,05. Радиохимическая чистота препарата составляет 92,2%.

Пример 3

В качестве тест-систем для оценки функциональной пригодности радиофармацевтической композиции для радиосиновэктомии использованы лабораторные животные с моделью острой воспалительной патологии суставов, близкой по своим физиологическим характеристикам к аналогичным заболеваниям человека.

Изучение функциональной пригодности проведено на:

- белых беспородных крысах самках интактных и с моделью патологии (средняя масса - 116,4 г), возраст 6 месяцев;

- кроликах породы серый великан, средний вес 3 кг, возраст 5 месяцев.

В качестве модели суставной патологии был выбран острый асептический синовит.

Показателем функциональной пригодности радиофармацевтической композиции для радиосиновэктомии является ее длительная фиксация в месте введения (суставе) и практическое отсутствие накопления в других органах.

Влияние среднего диаметра частиц, pH и РХЧ на характер фармакокинетики радиофармацевтической композиции изучено на интактных животных (крысах), характеристика радиофармацевтических композиций приведена в таблице 4, данные о фармакокинетике - в таблице 5.

После введения крысам радиофармацевтическая композиция остается фиксированной в суставе на протяжении 72 ч. Незначительное накопление активности в желудке может объясняться следовыми примесями в препарате перренат-ионов, не связанных с частицами коллоида, что хорошо коррелирует со значениями радиохимической чистоты.

Влияние физиологического состояния сустава на биологическое поведение радиофармацевтической композиции изучено на животных с моделью патологии (крысах). Характеристика радиофармацевтической композиции и данные о ее фармакокинетике приведены в таблице 6 и 7.

Показателем функциональной пригодности радиофармацевтической композиции для радиосиновэктомии является ее длительная фиксация в месте введения (суставе) и практическое отсутствие накопления в других органах. Аккумуляция радиофармацевтической композиции в месте введения через 3, 24, 72 ч составляла соответственно 85,6%; 95,6% и 98,7% от всей активности, распределенной в организме. В других органах радиофармацевтическая композиция в значимых количествах не накапливается. Полученные результаты показывают, что с развитием патологии характер распределения радиофармацевтической композиции в организме не меняется. Снижение с течением времени уровня наблюдаемой активности в других органах животного подтверждает практически полное отсутствие «утечки» радиофармацевтической композиции из места введения и ее радиохимическую стабильность.

Оценка терапевтического эффекта радиофармацевтической композиции проведена путем наблюдения за состоянием кроликов на протяжении 7 дней после ее введения. Наблюдался эффект обезболевания, что выражалось в активном использовании пораженной конечности при движении животных. Характеристика двигательной активности животных показана в таблице 8.