PL209169B1 - Sposób otrzymywania terapeutycznych ilości radionuklidu 177Lu - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania terapeutycznych ilości radionuklidu ¹⁷⁷lutetu poprzez wydzielenie ¹⁷⁶iterbu z napromienionej w reaktorze jądrowym tarczy iterbowej.

Aktualnie w medycynie nuklearnej istnieje ogromne zapotrzebowanie na radiofarmaceutyki wykazujące efekt terapeutyczny w stosunku do małych zmian nowotworowych rozsianych na dużej powierzchni tkanki, przerzutów nowotworowych lub nowotworów we wczesnym stadium rozwoju. Radiofarmaceutyki te wydają się być doskonałym uzupełnieniem dla istniejących już farmaceutyków na bazie wysokoenergetycznych β^- emiterów (⁹⁰Y, ¹⁸⁸Re), wykorzystywanych do terapii dużych guzów nowotworowych. Liczne doniesienia literaturowe, w tym Scence Citation Indeks wskazują na wzrastające zainteresowanie radionuklidem ¹⁷⁷Lu, który w medycynie nuklearnej wykorzystywany jest jako prekursor dla szeregu radiofarmaceutyków.

Znany jest stosunkowo łatwy sposób otrzymywania radionuklidu ¹⁷⁷Lu o niewielkiej aktywności właściwej przez napromienienie neutronami termicznymi w reaktorze jądrowym tarczy wzbogaconej w izotop ¹⁷⁶Lu. Jednak do syntezy radiofarmaceutyków o dział aniu terapeutycznym wymagane jest użycie radionuklidu ¹⁷⁷Lu o znacznej aktywności właściwej, dlatego szeroko podejmowane są prace prowadzące do opracowania sposobów otrzymywania beznośnikowego radionuklidu ¹⁷⁷Lu.

Radionuklid ¹⁷⁷Lu można otrzymać również przez napromienienie neutronami termicznymi w reaktorze jądrowym tarczy iterbowej wzbogaconej w izotop ¹⁷⁶Yb. Zachodzi wówczas reakcja:

¹⁷⁶Yb (n, γ) ¹⁷⁷Yb (T1/2 = 1,9 godz.) ^β~ > ¹⁷⁷Lu

Najtrudniejszym etapem w otrzymywaniu beznośnikowego radionuklidu ¹⁷⁷Lu jest jego wydzielenie z tarczy iterbowej. Oba pierwiastki są lantanowcami, a ich promienie jonowe różnią się jedynie o 0,7 pm. Ponadto, w wyniku tzw. efektu tetradowego (podwójnie-podwójnego) współczynnik rozdziału Lu³⁺/Yb³⁺ jest mniejszy niż wynika to z ich promieni jonowych. Ze względu na duże podobieństwo obu kationów, ich rozdzielenie w pojedynczym procesie chromatograficznym jest bardzo trudne i wymaga użycia dużych kolumn jonitowych oraz znacznych objętości eluenta, co powoduje, że otrzymany radionuklid ¹⁷⁷Lu jest bardzo rozcieńczony i może być łatwo zanieczyszczony kationami metali.

Także z danych literaturowych (S. Lahiri i współpracownicy Appl. Radiat. Isot. 49, 911, 1998, Hasimoto J. Radioanal. Nucl. Chem. 255, 575, 2003) wynika, że chromatograficzne wydzielenie radionuklidu ¹⁷⁷Lu z tarczy iterbowej możliwe jest jedynie, gdy zawartość Yb³⁺ w roztworze nie przekracza 1-2 mg.

Wiadomo, że aby otrzymać terapeutyczne ilości radionuklidu ¹⁷⁷Lu masa tarczy iterbu musi wynosić co najmniej 50 mg, konieczne zatem jest wstępne wydzielenie Yb. (Yu. Lebedev i współpracownicy Appl. Radiat. Isotop. 53, 421, 2000) proponowali zastosowanie amalgamatu sodowego do wydzielania Yb³⁺. Wykorzystali oni własność Yb, który w odróżnieniu od Lu rozpuszcza się w rtęci, tworząc amalgamat. Po przeprowadzeniu ośmiu operacji amalgamowania Yb, stężenie Yb³⁺ spadło do 0,01 ± 0,02% masy początkowej, a w roztworze pozostawało 85% radionuklidu ¹⁷⁷Lu. Był to jednak proces wieloetapowy wymagający doprowadzenia pH po każdym amalgamowaniu do wartości 6,5 oraz współstrącenia radionuklidu ¹⁷⁷Lu z jonami La³⁺ po przeprowadzeniu czterech operacji.

Możliwość redukcji Yb³⁺ do Yb²⁺ sugeruje możliwość wykorzystania tych własności iterbu w procesie separacji Yb³⁺ od Lu³⁺.

Potencjał redukcji Yb³⁺ do Yb²⁺ jest stosunkowo duży i wynosi 1,05 V. Konieczne jest zatem zastosowanie reduktora, którym może być amalgamat sodowy, łatwy do otrzymania i zaliczany do najsilniejszych reduktorów. W środowisku obojętnym amalgamat sodowy redukuje Yb³⁺ do Yb metalicznego, jednak w środowisku kwaśnym redukcja następuje jedynie do Yb²⁺. Zauważono, że w środowisku kwasu H2SO4 po redukcji Yb³⁺ do Yb²⁺ tworzy się charakterystyczny, zielony osad YbSO4. Zjawisko to wykorzystano w sposobie otrzymywania radionuklidu ¹⁷⁷Lu z napromienionej w reaktorze jądrowym neutronami termicznymi tarczy iterbowej.

Sposób otrzymywania terapeutycznej ilości radionuklidu ¹⁷⁷Lu według wynalazku, polega na tym, że do 6 ml 0,5M roztworu H2SO4 i 50 mg tarczy iterbowej napromienionej w reaktorze jądrowym neutronami termicznymi zawierającej materiał tarczowy-iterb i radionuklid ¹⁷⁷Lu, powoli wkrapla się 5 ml amalgamatu sodowego o stężeniu 3,2M sodu i następnie po 5 min, po samoczynnej redukcji Yb³⁺ do Yb²⁺ odprowadza się z roztworu Hg, a pozostały roztwór przepuszcza się przez sączek, na którym

PL 209 169 B1 zatrzymuje się YbSO4 w postaci zielonego osadu, natomiast radionuklid ¹⁷⁷Lu w ilości terapeutycznej jako roztwór kationów Lu³⁺ odprowadza się na zewnątrz.

Wynalazek zilustrowany jest poniższym przykładem przeprowadzonym w układzie, którego schemat przedstawiono na rysunku.

P r z y k ł a d

W pojemniku 1 przygotowano 6 ml 0,5M roztworu H₂SO₄ z 50 mg tarczy iterbowej napromienionej neutronami termicznymi w reaktorze jądrowym, zawierającej materiał tarczowy-iterb i radionuklid ¹⁷⁷Lu. Następnie, z pojemnika 2 do roztworu znajdującego się w pojemniku 1 jako reduktor, powoli wkroplono 5 ml amalgamatu sodowego o stężeniu 3,2M. Po 5 min samoczynnej redukcji Yb³⁺ do Yb²⁺ odprowadzono Hg z pojemnika 1 do pojemnika 3, natomiast pozostały roztwór w pojemniku 1 przepuszczono przez sączek 4, na którym zatrzymał się zielony osad YbSO₄, a przefiltrowany do pojemnika 5 roztwór zawierał kationy Lu³+, których obecność i aktywność właściwą określono na podstawie widma promieniowania gamma. Badania wykazały, że po dodaniu 15 mM Na (co odpowiada 4,5 ml amalgamatu sodowego o stężeniu 3,2M) uzyskano maksymalne oczyszczenie końcowego roztworu, bowiem 97% Yb³+ przeszło do osadu i z 50 mg pozostało w roztworze w pojemniku 5 1,3 mg, co stanowi 2,6%.

Claims (1)

1. Sposób otrzymywania terapeutycznych ilości radionuklidu ¹⁷⁷Lu z zastosowaniem reduktora, znamienny tym, że do 6 ml 0,5M roztworu H2SO4 i 50 mg tarczy iterbowej napromienionej neutronami termicznymi w reaktorze jądrowym, zawierającej materiał tarczowy-iterb i radionuklid ¹⁷⁷Lu, powoli wkrapla się 5 ml amalgamatu sodowego o stężeniu 3,2M i następnie po 5 min, po samoczynnej redukcji Yb³⁺ do Yb²⁺ odprowadza się z roztworu Hg, a pozostały roztwór przepuszcza się przez sączek, na którym zatrzymuje się YbSO4 w postaci zielonego osadu, natomiast radionuklid ¹⁷⁷Lu w ilości terapeutycznej jako roztwór kationów Lu³⁺ odprowadza się na zewnątrz.