Способ и устройство для получения технеция-99m

Изобретение относится к области радиохимии. Сущность изобретения: способ получения технеция-99m, включающий проведение экстракции технеция-99m из раствора с материнским радионуклидом ⁹⁹Мо. Отделение технеция-99m от экстрагента проводят путем его пропускания через хроматографическую колонку с оксидом алюминия, предварительно обработанным раствором HCl и отмытым водой до нейтрального значения рН. После чего колонку промывают водой для удаления остатков экстрагента, а адсорбированный на ней технеций-99m смывают 0,9% раствором NaCl. Устройство для получения технеция-99m включает помещенный в транспортный контейнер экстрактор с двумя патрубками для загрузки-выгрузки раствора ⁹⁹Мо и ввода-вывода экстрагента и двумя патрубками для подключения к воздушно-вакуумной системе управления, а также вспомогательные емкости с жидкостными коммуникациями. Устройство содержит хроматографическую колонку, которая через трехходовой вентиль связана с патрубком для вывода экстрагента из экстрактора и с емкостью для сменной подачи воды и 0,9% раствора NaCl. При этом в нижней части хроматографической колонки расположены две иглы для поочередного подключения флаконов-сборников экстрагента, промывной воды и готового препарата «Натрия пертехнетата, ^99mTc». Преимущества изобретения заключаются в простоте способа и компактности устройства. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к области прикладной радиохимии, в частности к производству радиофармацевтических препаратов для медицины. Радионуклид технеций-99m образуется по ядерной реакции:

например, при облучении солей молибдена нейтронами ядерного реактора. Он является дочерним продуктом β-распада материнского изотопа ⁹⁹Мо.

Приведенная реакция (1) характеризует генераторную систему, в которой накопление ^99mTc происходит с периодичностью в 22 часа. Для его выделения и отделения от материнского радионуклида ⁹⁹Мо могут быть использованы различные методы: хроматографический, сублимационный, экстракционный и т.д. Экстракционный способ является концентрирующим и позволяет с помощью соответствующих устройств, называемых экстракционными генераторами, получать препараты ^99mTc с высокой объемной активностью даже из низкоактивного исходного ⁹⁹Мо. За счет этого себестоимость препарата снижается в 2-3 раза.

На сегодняшний день известно много способов проведения экстракции ^99mTc и конструкций экстракционных генераторов (см. Патент РФ №2118858, кл. G 21 G 1/06, G 21 G 4/08, С 22 В 60/00, B 01 D 11/04, опубл. 1998.09.10). Основными недостатками этих устройств являются их крупные габариты, сложность управления в сочетании с необходимостью использования тяжелой биологической защиты от излучения, что препятствует их эксплуатации непосредственно в клиниках. Общим недостатком экстракционных способов получения технеция-99m является то, что после проведения экстракции (обычно метилэтилкетоном - МЭК) из щелочной водной фазы (КОН, К₂СО₃, К₂ ⁹⁹MoO₄) последующее его отделение от экстрагента проводят путем дистилляции (отгонки). При этом радионуклид, остающийся на стенках испарителя, смывают 0,9% раствором NaCl (физраствор) в виде готового препарата. Средняя продолжительность одной только этой операции составляет 50-60 мин при общей продолжительности процесса 1,5-2 ч. Все это приводит к непроизводительной потере ^99mTc до 20% за счет его распада.

Наиболее близким решением для способа получения технеция-99m является способ, описанный в патенте РФ №2161132, Кл. C 01 G 57/00, опубл. 2000.12.27. В этом известном способе навеску оксида молибдена облучают нейтронами реактора и растворяют в растворе КОН с добавлением перекиси водорода в отдельной емкости, расположенной за пределами генератора и имеющей выводную трубку. По окончании добавляют в указанный объем раствор К₂СО₃. Полученный состав через выводную трубку, предварительно подключенную к патрубку экстрактора, подают через заборную трубку и отверстия в зазор между стенками колонны и корпуса путем создания в этой области разрежения воздуха через клапан. Через клапаны в колонну и в зазор между стенками запускают атмосферный воздух, что приводит к выравниванию уровня жидкости в этих сообщающихся объемах. По окончании загрузки на емкости, содержащей экстрагент метилэтилкетон (МЭК), открывают кран. Экстрагент проходит через слой водной фазы с молибденом-99, захватывает технеций-99m и собирается в верхней части объема.

Недостатками известного способа являются его высокая продолжительность и большие потери ^99mTc.

Наиболее близким решением для заявленного устройства является генератор для получения технеция-99m, охарактеризованный в патенте РФ №2161132, Кл. C 01 G 57/00, опубл. 2000.12.27. Известный генератор для получения технеция-99m включает экстрактор с колонной, имеющей в зауженной средней части заборную трубку, а в верхней части - патрубок для подключения к воздушно-вакуумной системе управления, фильтрующую колонку, испаритель, соединенный с узлом отбора пертехнетата и холодильником, а также вспомогательные емкости с жидкостными коммуникациями. При этом колонна экстрактора выполнена с отверстиями в нижней части, коаксиально помещена в герметичный цилиндрический корпус с двумя патрубками для подключения к воздушно-вакуумной системе управления и для вывода отработанного молибдена-99. Заборная трубка через одноходовые краны соединена с фильтрующей колонкой и емкостью с экстрагентом.

Недостатками известного устройства являются его крупные габариты, сложность управления, что препятствует его эксплуатации непосредственно в клиниках.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание экспрессного способа получения радиофармацевтического препарата технеция-99m, обеспечивающего химическую и радионуклидную чистоту конечного продукта и мобильного малогабаритного, не требующего дополнительной биологической защиты устройства для осуществления этого способа в клинических условиях.

Единый технический результат заключается в повышении экспрессности способа получения технеция-99m и упрощении конструкции и уменьшении габаритов устройства для осуществления способа.

Указанный технический результат заключается в том, что в способе получения технеция-99m проводят экстракцию технеция-99m из раствора с материнским радионуклидом ⁹⁹Мо. Отделение технеция-99m от экстрагента проводят путем его пропускания через хроматографическую колонку с оксидом алюминия, предварительно обработанным раствором HCl и отмытым водой до нейтрального значения рН. После чего колонку промывают водой для удаления остатков экстрагента, а адсорбированный на ней технеций-99m смывают 0,9% раствором NaCl.

Устройство для получения технеция-99m включает помещенный в транспортный контейнер экстрактор с двумя патрубками для загрузки-выгрузки раствора Мо и ввода-вывода экстрагента и двумя патрубками для подключения к воздушно-вакуумной системе управления, а также вспомогательные емкости с жидкостными коммуникациями. Устройство содержит хроматографическую колонку, которая через трехходовой вентиль связана с патрубком для вывода экстрагента из экстрактора и с емкостью для сменной подачи воды и 0,9% раствора NaCl. При этом в нижней части хроматографической колонки расположены две иглы для поочередного подключения флаконов-сборников экстрагента, промывной воды и готового препарата «Натрия пертехнетата, ^99mTc». Одна из игл соединена с хроматографической колонкой, а другая - с воздушно-вакуумной системой управления.

Хроматографическая колонка может быть помещена в защитный кожух из свинца.

Флаконы-сборники для экстрагента, промывной воды и готового препарата могут быть помещены в защитные контейнеры, в крышках которых выполнены отверстия для введения игл.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На чертеже приведена принципиальная схема генератора технеция-99m. Генератор включает экстрактор 1, помещенный в транспортный защитный контейнер 2 и имеющий патрубки в верхней части. Патрубки 3 и 4 подсоединены к электромагнитным клапанам К₂ и К₄ воздушно-вакуумной системы, управляемой с пульта управления 5, а патрубок заборной трубки 6 через коммуникацию 7 связан с емкостью 8 для подачи МЭК и трехходовым вентилем 9, подсоединенным с одной стороны к хроматографической колонке 10, а с другой - к емкости 11 для сменной подачи промывных вод и физраствора. На емкостях 8 и 11 имеются одноходовые запорные вентили. Хроматографическая колонка 10 имеет выходную иглу 12, совмещенную с иглой 13, которая подсоединена через клапан К₅ к воздушно-вакуумной системе. На иглы 12 и 13 поочередно накалываются флаконы-сборники 14, помещенные в защитные контейнеры 15, для отбора отфильтрованного МЭК, промывных вод и готового препарата. В защитных контейнерах имеются отверстия 16 для прохода игл 12 и 13. Пульт управления содержит манометр 17, игольчатый вентиль 18 и пять электромагнитных клапанов, два из которых (K₂ и К₄) связаны через воздушный фильтр 19 с атмосферным воздухом, а остальные подключены к вакуумному насосу 20 (например, водоструйному). Экстрактор снабжен патрубком 21 для проведения загрузки-выгрузки раствора ⁹⁹Мо.

Пример 1.

Подготовительные операции.

а) Навеску оксида молибдена (МоО₃) массой 3 г после облучения нейтронами реактора в течение 50 ч растворяют в 8,5 мл 5 М раствора КОН с добавлением 0,5 мл перекиси водорода в отдельной емкости, расположенной в защитном боксе и имеющей выводную трубку. Затем доводят объем раствора до 20 мл 2,5 М раствором K₂CO₃. После выдержки в течение 22 ч (время полного накопления технеция-99m) полученную водную фазу (ВФ) заводят в экстрактор, для чего выводную трубку подключают к патрубку 21, а в экстракторе создают разрежение воздуха через клапан K₁. По окончании ввода патрубок 21 заглушают пробкой.

б) Навеску оксида Al₂O₃ массой 10 г обрабатывают тремя порциями по 30 мл 0,1 М раствора соляной кислоты в течение 10-15 мин, затем промывают водой до значения рН 6,01 и просушивают при температуре 110-120°С до постоянного веса. После охлаждения оксид в количестве ˜7 г вносят в хроматографическую колонку, имеющую в нижней части задерживающие фильтры и резиновую пробку, завальцованную алюминиевым колпачком. Верхнюю часть колонки также герметично укупоривают пробкой и завальцовывают. Собранную колонку подсоединяют к трехходовому вентилю 9, а на иглы 12 и 13 накалывают флакон-сборник 14 для отработанного экстрагента.

В емкость 8 вводят экстрагент МЭК в объеме 20 мл. Затем его при открытом вентиле на емкости 8 переводят в экстрактор путем создания в нем разрежения воздуха через клапан K₁ и в последующем осуществляют 4-кратную экстракцию технеция-99m известным способом. По окончании экстракции, когда весь экстрагент и ВФ оказываются во внутренней колонне экстрактора, в него после расслоения фаз через клапаны К₂ и K₄ запускают атмосферный воздух. При этом слой экстрагента оказывается над ВФ, а граница раздела фаз - ниже кончика заборной трубки 6.

При таком установившемся равновесии трехходовой вентиль 9 переводят в положение I, а во флаконе-сборнике 14 для отработанного экстрагента через клапан K₅ и иглу 13 создают разрежение воздуха. В результате МЭК с технецием-99m проходит через хроматографическую колонку, при этом технеций-99m адсорбируется на оксиде алюминия, а отработанный МЭК собирается во флакон-сборник 14. По окончании этой операции производят смену флакона-сборника. На иглы 12 и 13 накалывают флакон-сборник промывных вод, а флакон-сборник с отработанным экстрагентом измеряют на дозкалибраторе для определения активности «проскочившего» технеция-99m. Замеренная активность составила Амэк=0,05 ГБк.

Трехходовой вентиль 9 устанавливают в положение П. В емкость 11 вводят 20 мл воды для инъекций. Открывают вентиль на емкости и создают разрежение воздуха во флаконе-сборнике промывных вод описанным выше способом. По этой команде осуществляется промывка колонки с целью удаления остатков МЭК. Флакон-сборник промывных вод заменяют на флакон-сборник для готового препарата, а на дозкалибраторе проводят измерение активности промывных вод (Апв=0,01 ГБк).

Для получения препарата «Натрия пертехнетат, ^99mTc» в емкость 11 вводят 10 мл 0,9% раствора NaCl и проводят те же операции, что и с промывными водами. Измерение активности препарата показало результат А_Тс=12,74 ГБк при остаточной активности технеция-99 т на колонке А_Ост=0,27 ГБк. Исходя из приведенных величин потерь, суммарный выход технеция-99m из хроматографической колонки составил 97,48% при среднем времени выделения 20-25 минут.

Пробу готового препарата объемом 5 мкл измеряют на гамма-спектрометре с целью определения примеси ⁹⁹Мо. В данном случае активность ⁹⁹Мо составила менее 10^-3% от активности технеция-99m, что удовлетворяет требованиям действующей нормативной документации (ФСП 42-0304141901) на препарат «Натрия пертехнетат, ^99mTc из экстракционного генератора».

Пример 2. Все подготовительные операции, загрузку экстрактора и последующее получение препарата технеция-99 проводят так же, как и в примере 1, с тем отличием, что отмывку оксида алюминия после его обработки соляной кислотой осуществляют до различных значений рН промывных вод, т.е. до различных его рН-форм.

Полученные результаты сведены в таблицу.

№ п/п	Масса Al2O3, г	рН-форма Al2O3	Aмэк, ГБк	Апв, ГБк	АТс, ГБк	АОст, ГБк	Выход 99mTc, %	Примесь 99Мо, %
1	6,975	6,50	0,11	0,18	15,32	0,23	96,71	>10-3
2	7,146	6,01	0,05	0,01	12,74	0,27	97,48	>10-3
3	6,889	4,71	0,33	0,50	9,63	0,31	89,41	>10-3
4	7,023	3,94	0,36	0,65	6,75	0,14	85,44	>10-3
5	7,106	2,53	1,22	1,23	3,60	0,05	59,02	>10-3
6	6,909	1,61	1,98	1,44	1,37	0,01	28,54	>10-3

Из данных таблицы следует, что при использовании оксида Al₂O₃, отмытого до нейтрального значения рН, наблюдается лучшая адсорбция технеция-99m на хроматографической колонке и практически полное его отделение от экстрагента.

Одновременно происходит очистка препарата от следовых количеств примеси ⁹⁹Мо.

Использование хроматографической колонки для отделения технеция-99m позволяет снизить продолжительность получения препарата примерно в два раза.

Заявляемые способ и устройство обеспечивают возможность быстрого получения препарата технеция-99m из генератора в условиях медицинских радиологических лабораторий с одновременным снижением радиационной опасности эксплуатации установки, упрощением методики выделения технеция-99m и конструкции самого генератора.

1. Способ получения технеция-99m, включающий проведение экстракции технеция-99m из раствора с материнским радионуклидом ⁹⁹Мо, отличающийся тем, что отделение технеция-99m от экстрагента проводят путем его пропускания через хроматографическую колонку с оксидом алюминия, предварительно обработанным раствором HCl и отмытым водой до нейтрального значения рН, после чего колонку промывают водой для удаления остатков экстрагента, а адсорбированный на ней технеций-99m смывают 0,9%-ным раствором NaCl.

2. Устройство для получения технеция-99m, включающее помещенный в транспортный контейнер экстрактор с двумя патрубками для загрузки-выгрузки раствора ⁹⁹Мо и ввода-вывода экстрагента и двумя патрубками для подключения к воздушно-вакуумной системе управления, а также вспомогательные емкости с жидкостными коммуникациями, отличающееся тем, что содержит хроматографическую колонку, которая через трехходовой вентиль связана с патрубком для вывода экстрагента из экстрактора и с емкостью для сменной подачи воды и 0,9%-ного раствора NaCl, при этом в нижней части хроматографической колонки расположены две иглы для поочередного подключения флаконов-сборников экстрагента, промывной воды и готового препарата «Натрия пертехнетата, ^99mTc», одна из игл соединена с хроматографической колонкой, а другая - с воздушно-вакуумной системой управления.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что хроматографическая колонка помещена в защитный кожух из свинца.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что флаконы-сборники для экстрагента, промывной воды и готового препарата помещены в защитные контейнеры, в крышках которых выполнены отверстия для введения игл.