2. Радиоактивные нуклиды и радиофармпрепараты

2. Радиоактивные нуклиды и радиофармпрепараты

2.1 Критерии выбора радионуклида

  • Оптимальным нуклидом для радиофармпрепарата является тот, который позволяет получить максимум диагностической информации при минимальной лучевой нагрузке на больного. Желательно выбирать такой РФП, который быстро поступает в исследуемый орган и быстро выводится из организма, тем самым снижая лучевую нагрузку.
  • По физическим характеристикам он должен обладать коротким периодом полураспада. Быстрый распад нуклида также обеспечивает безопасность исследования.
  • К числу основных требований следует отнести наличие у нуклида g-излучения; удобного для наружной регистрации.
  • Пригодность РФП обуславливается еще и биологической характеристикой отражения функций организма или отдельного органа (например, избирательное поглощение 131I щитовидной железой). Однако этот критерий не является первостепенным, т. к. в настоящее время стало возможным включать радионуклиды в состав различных химических соединений, биологические свойства которых резко отличаются от используемого нуклида (например, распределение в организме 99Тс в соединении с технефитом, пентатехом, броммезидой и др. совершенно иное, чем собственно 99Тс).
  • РФП, вводимые внутрь организма, не должны содержать токсических примесей или радиоактивных веществ, которые в процессе распада образуют долгоживущие дочерние нуклиды.

2.2. Изотопы и радиофармпрепараты для радионуклидной диагностики

В практике радионуклидной медицинской диагностики наибольшее распространение получили следующие изотопы:

Золото (198Аu): Т = 2,7 дн. — источник b- — и g-излучений. Препарат коллоидного золота быстро поглощается из кровяного русла печенью, селезенкой и красным костным мозгом. Выведения 198Аu не происходит, он остается в клетках до полного распада (12-15 дней). Учитывая относительно высокую степень лучевой нагрузки на больного, вместо 198Аu чаще используют 99мТс. Применяется для сканирования печени, селезенки, лимфоузлов (в случае их опухолевого поражения); определения кровотока в печени.

Индий (133мIn): Т=99,3 мин – за счет изомерного перехода (гамма-излучение с энергией 329 кэВ, рентгеновское излучение 24-28 кэВ, электроны конверсии 365-392 кэВ) переходит в 113In. 113мIn генерируется распадом его материнского изотопа 113Sn (Т=115 сут). При внутривенном введении прочно связывается с g-глобулинами крови и циркулирует в организме. Поскольку в таком виде 113мIn является токсичным продуктом, то в клинической практике его используют в виде солей металлов. Генератор индия может быть использован в течении 6 месяцев. Редко используется в чистом виде, обычно входит в состав специальных меченых химических соединений – радиофармпрепаратов, получаемых на изотопных генераторах на территории госпиталя.

Йод (125I), Т = 60 дн. Является источником чистого g-излучения. Из-за большого периода полураспада применяется для метки гормонов, определяемых в сыворотке крови больного in vitro.

Йод (131I), Т = 8,1 дня, источник b-частиц и g-квантов с различным уровнем энергий. Участвует в обменных процессах в организме, в частности.. Критическим органом является щитовидная железа (здесь и далее: критический орган — это орган, ткань, часть тела, облучение которых причиняет наибольший ущерб здоровью данного лица или его потомству). Применяется в более чем в 90% всех терапевтических и диагностических процедур ядерной медицины, в частности, для определения функционального состояния и морфологических особенностей щитовидной железы.

Бенгальская роза - 131I. После введения препарат поглощается из крови клетками печени и вместе с желчью выводится в кишечник. Критические органы — печень и желчный пузырь. Применяется для изучения функционального состояния печени при гепатитах, циррозах, желтухах и опухолях.

131I-BSCN используется в качестве меченого препарата для определения содержания бора в опухоли in vivo и для диагностики опухолей.

Альбумин человеческой сыворотки, меченный изотопом 131I или 99мТс. Выпускается в виде микро и макроагрегатов с величиной частиц 20-80 мкм, которые задерживаются в капиллярах легких. Через 3-4 часа микроагрегаты под действием ферментов крови разрушаются и выводятся из организма. Применяется для определения показателей центральной и мозговой гемодинамики: минутного и ударного объемов сердца, скорости кровотока в большом и малом круге кровообращения, объема крови в легких, периферического кровотока, кровотока в головном мозге, скорости лимфотока.

Гиппуран - 131I после внутривенного введения быстро и избирательно выводится почками. Критические органы: почки и мочевой пузырь. Применение: оценка секреторно-выделительной функции почек, проходимости мочевыводящих путей, выявление количества остаточной мочи.

Йод (132I) является генераторным препаратом с Т = 2,3 часа, излучает только g-кванты с энергией 0,31 МэВ. Короткий период полураспада и отсутствие b-излучения уменьшает лучевую нагрузку на щитовидную железу почти в 200 раз по сравнению с 131I, что позволяет применять его у детей.

Ксенон (133Хе), Т = 5,3 дня, является источником g-квантов. Воздушно-ксенововая смесь применяется для определения нарушений проходимости спинного мозга при опухоли, менингите, сколиозе, объема остаточного воздуха в легких; регионарной вентиляции легких.

Самарий-153 (Т = 47,1 час) - b-излучатель

Самарий-153-оксабифор – фармпрепарат для лучевой терапии метастатических поражений скелета.

Стронций-89 (Т= 50,5 дн) источник b-частиц с максимальной энергией МэВ. Препарат «хлорид стронция-89», «МЕТАСТРОН» — паллиативное средство при костных метастазах. 89Sr является одним из наиболее современных и эффективных терапевтических радиоизотопов, который используется в онкологии для обезболивания, позволяя отказаться от наркотических веществ.

Таллий (199Tl), Т = 7,43 час, срок годности 14 час, производится на циклотроне, предназначен для сцинтиграфии с целью диагностики инфаркта миокарда (Т1-199-хлорид) и исследования кровоснабжения головного мозга (диэтилдитиокабамат, ДДК-Т1-199) в кардиологии. Радиофармпрепарат 199Tl-диэтилдитиокарбамат, способен стойко фиксироваться в структурах центральной нервной системы пропорционально кровотоку; используется для проведения томосцинтиграфии головного мозга с целью диагностики цереброваскулярной недостаточности. Этот индикатор дает возможность значительного снижения лучевой нагрузки на пациента.

Технеций (99мТс), T= 6 часов — дочерний нуклид 99Мо, который получается при b-распаде последнего в специальном генератор, является источником только g-квантов с энергией 140 КэB. Генератор представляет собой колонку, заполненную сорбентом с прочно фиксированным на нем материнским нуклидом 99Мо. Вымывание 99Тс в раствор составляют не менее 80%. Срок эксплуатации генератора 14 дней.

Технеций (99мТс) пертехнетат99мТс — пертехнетат проявляет себя в организме подобно йоду. Отличие заключается в том, что 99мТс — пертехнетат не включается в синтез гормонов, поэтому его можно использовать для определения функции щитовидной железы на фоне применения с лечебной целью препаратов, блокирующих синтез гормонов. В последние годы в радионуклидной диагностике широко используются стандартные наборы реагентов, связывающиеся с 99мТс и поставляющие его после внутривенного введения в определенный орган. Примером является генератор 99мTc на основе альбумина крови человека.

99мТс — ХИДА (ТСК-15) отличается быстрым проходом и высокой концентрацией в желчевыводящих протоках и желчном пузыре, что обусловливает их хорошую визуализацию при минимальной лучевой нагрузке. Критические органы: печень, желчный пузырь и кишечник. Применяется для динамической гепатосцинтиграфии в диагностике желчнокаменной болезни, холецистита, холангита, желчевыводящих путей.

99мТс — фитон избирательно накапливается в клетках печени и селезенки. При введении быстро элиминируется из крови с достижением максимального накопления в печени к 10-15-й мин. Критические органы: печень, селезенка и красный костный мозг. Применяется в диагностике очаговых поражений и цирроза печени.

99мТс — ДТПА (ТСК) — нефротропный препарат. При внутри венном введении быстро фильтруется клубочками почек и полностью выводится из организма за 24 часа. Максимальная концентрация препарата в почках достигается через 5-6 минут. Критические органы: почки и мочевой пузырь. Применяется для динамической сцинтиграфии почек в изучении клубочковой фильтрации и морфологии почек, мочекаменной болезни, туберкулезе почек, пиелонефрите, сахарном диабете.

99мТс — цитон — нефротропный препарат, фиксирующийся в проксимальных и дистальных отделах канальцев почек. Максимальная концентрация препарата в почках наступает через 3 часа. Критические органы — почки и мочевой пузырь. Применяется для статической диагностики опухолей и пороков развития почек.

99мТс — пирофосфат (ТСК-8) накапливается в костях, некротических тканях. Максимальная концентрация в костях достигается через 4 часа. Выводится почками. Критические органы: скелет и почки. Применяется в диагностике метастазов в кости, инфаркте миокарда.

99мТс-МАА (макроагрегаты альбумина сыворотки человеческой крови) после внутри венного введения задерживаются в капиллярах легких, вызывая их временную эмболию. При внутриартериальном введении МАА фиксируются в капиллярах того органа, который снабжается кровью из данной артерии. Критическим органом являются легкие или исследуемый орган. Применяется для выявления нарушений микроциркуляции артерии, закрытой травме груди.

Фосфор (32Р): Т = 14,2 дн. — источник b-частиц с максимальной энергией 1,7 МэВ и наибольшей длиной пробега в тканях 8 мм. Используется для диагностики злокачественных новообразований глаз, кожи слизистых оболочек, молочной железы, головного мозга (во время операции).

Отметим, что в настоящее время бурно развиваются исследования с препаратами на основе антител, пептидов и нуклеатидов, меченных различными радионуклидами, в основном 131I, 90Y, 111In. Ведутся исследования по использованию a- и b — излучателей.

Препарат «Астат-211 — метиленовый синий» обнаружил высокую эффективность при действии на клетки злокачественной опухоли меланомы человека – опухоли, которая быстро развивается в организме человека. В развитии радиофармпромышленности можно выделить два этапа. Первый — производство готовых радиофармпрепаратов. Второй начался в связи с появлением генераторных систем, которые дали возможность получать радиофармпрепарат с заданными свойствами непосредственно в лаборатории, — из сочетания радионуклида с набором реагентов. С этого момента в радиофармпромышленности выделилось два направления — производство генераторов и наборов к ним.

В последние годы проводятся новые разработки, в частности, препаратов самария-153, олова-117m, генераторов рения-188, в планах — создание генератора технеция, других препаратов и источников для медицины.

Следует помнить, что методы ядерной медицины предусматривает использование короткоживущих радионуклидов, которые невозможно перевозить на большие расстояния, и они должны быть применены в непосредственной близости от места их получения. Поэтому производство радиофармпрепаратов должно осуществляться или вблизи или на территории клиники.