PL225264B1 - Sposób otrzymywania diagnostycznych ilości radionuklidu 99mTc - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania diagnostycznej ilości radionuklidu 99mTc z tarczy molibdenowej napromienionej protonami w cyklotronie, poprzez rozpuszczenie jej w roztworze kwasu azotowego(V), i następnie po dodaniu do roztworu 3 M NH4NO3 i 0,44 M roztworu (NH4)3PO4 wytrąca się osad fosforomolibdenianu amonowego. Z kolei roztwór przepuszcza się przez kolumnę wypełnioną tlenkiem glinu o masie 100 mg. Radionuklid 99mTc eluuje się 0,9% roztworu soli fizjologicznej.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania terapeutycznych ilości technetu-99m poprzez wydzielenie radionuklidu z napromienionej w cyklotronie tarczy, którą jest metaliczny wzbogacony izotopowo molibden-100.

Radionuklid technet-99m [^99mTc] o okresie półtrwania T% = 6,02 godzin, powstający w wyniku radioaktywnego rozpadu molibdenu ⁹⁹Mo (T% = 65,94 godzin) jest najczęściej używanym radioizotopem w medycynie nuklearnej. Szacuje się, że w skali świata rocznie przeprowadza się około 25 milionów diagnoz medycznych przy jego użyciu, co stanowi około 80% badań w tej dziedzinie. Diagnostyka medyczna z wykorzystaniem ^99mTc jest szeroko stosowana również w Polsce. ⁹⁹Mo uzyskiwany jest z produktów rozszczepienia U po jego napromieniowaniu w reaktorze jądrowym. Na świecie tylko kilku producentów dostarcza ⁹⁹Mo i od kilku lat rosnące zapotrzebowanie na ten izotop nie może być w pełni zaspokojone, co ogranicza liczbę badanych pacjentów.

Ostatnio zamknięcia wyeksploatowanych reaktorów badawczych oraz awarie i przedłużające się remonty reaktorów spowodowały światowy kryzys w dostawie ⁹⁹Mo dla ośrodków produkujących generatory technetowe. Pojawiła się, więc potrzeba zbadania możliwości produkcji ^99mTc metodami alternatywnymi.

Znanych jest kilka potencjalnych metod otrzymywania ^99mTc w akceleratorach. Zostały one szczegółowo omówione w nowej publikacji „The Supply of Medical Radioisotopes: Review of Potential Molybdenum-99/Technetium-99m Production Technologies” wydanej przez Międzynarodową Agencję Energii Atomowej w 2010. W tej publikacji odnotowano, że bezpośrednia produkcja ^99mTc w cyklotronie jest rekomendowanym krótkoterminowym rozwiązaniem. Bezpośrednia produkcja może być też długoterminowym rozwiązaniem i jest wystarczająca do wytworzenia ^99mTc na miejscu, by uzupełniać zapotrzebowanie na ^99mTc regionalnych placówek służby zdrowia (radiofarmacji szpitalnych), a w niektórych przypadkach nawet w pełni zastępować generatory wykorzystujące ⁹⁹Mo. Radionuklid ^99mTc metodą cyklotronową otrzymuje się w reakcji:

¹⁰⁰Mo(p,2n)^99mTc

Do naświetlań stosuje się wzbogaconą izotopowo tarczę ¹⁰⁰Mo.

Najtrudniejszym etapem w otrzymywaniu radionuklidu ^99mTc z naświetlonej protonami tarczy ¹⁰⁰Mo jest jego wydzielenie z tarczy molibdenowej. W proponowanych do tej pory rozwiązaniach używa się metalicznego molibdenu, który jest rozpuszczany w mieszaninie wodorotlenku sodu i nadtlenku wodoru i następnie ^99mTc oddziela się na żywicy anionowymiennej Dowex 1 i złożu AI₂O₃ [1] lub na żywicy ABEC firmy Eichrom [2]. W innym wariancie rozpuszczono tarcze metaliczną w stężonym kwasie azotowym i molibden usuwano ekstrakcyjnie związkiem HDEHP [3]. Procedura wydzielenia w tych wszystkich przypadkach nie jest doskonała. Procesy są wieloetapowe, powstają duże ilości ciekłych odpadów produkcyjnych oraz wydajność odzysku tarczy ¹⁰⁰Mo nie jest duża.

W żadnym ze znanych sposobów otrzymywania radionuklidu ^99mTc metodą cyklotronową nie stosowano wydzielania molibdenu w postaci nierozpuszczalnego fosforomolibdenianu amonowego.

Nieoczekiwanie, okazało się, że fosforomolibdenian amonowy charakteryzuje się bardzo niską rozpuszczalnością w wodzie i roztworach kwasu azotowego (V). Fosforomolibdenian amonowy powstaje w reakcji:

(NH4)3PO4*3H2O + 12MoO4^2- + 24H+--> (N^^P^O^t + 5H2O

Biorąc pod uwagę niską rozpuszczalność fosforomolibdenianu amonowego wykorzystano tę własność do oddzielania Mo od ^99mTc.

Sposób otrzymywania diagnostycznej ilości radionuklidu ^99mTc, według wynalazku polega na tym, że naświetloną w cyklotronie protonami, metaliczną tarczę molibdenu-100, zawierającą materiał tarczowy oraz radionuklid ^99mTc poddaje się reakcji rozpuszczania w pojemniku zawierającym kwas azotowy (V), i następnie po dodaniu do roztworu NH4NO3 i roztworu (NH4)3PO4, wytrąca się osad fosforomolibdenianu amonowego, a pozostały roztwór przepuszcza się przez kolumnę wypełnioną tlenkiem glinu o masie 100 mg, po czym radionuklid ^99mTc eluuje się 0,9% roztworem soli fizjologicznej.

W sposobie według wynalazku, korzystnie reakcję wytrącania prowadzi się w temperaturze od 80°C przez 30 minut a następnie przez kolejne 30 minut w temperaturze pokojowej, w środowisku 10% azotanu amonowego przy zastosowaniu 2-krotnego nadmiaru stechiometrycznego (NH4)3PO4*3H2O, po czym, w dalszym etapie ^99mTc wydziela się na złożu tlenku glinu i eluuje solą

PL 225 264 B1 fizjologiczną, według znanej powszechnie procedury [4]. W sposobie według wynalazku, korzystnie stosuje się 3 M roztwór NH₄NO₃ i 0,44 M roztwór (NH₄)₃PO₄, a proces wytrącania fosforomolibdenianu amonowego optymalizuje się pod kątem czasu wytrącania, temperatury, środowiska reakcji oraz ilości dodawanego odczynnika strącającego.

Najniższe stężenie molibdenu 0,373 mg/ml (wydzielenie >99%) uzyskano wówczas, gdy reakcję wytrącania prowadzono w temperaturze od 80°C przez 30 minut, a następnie przez kolejne 30 minut w temperaturze pokojowej, w środowisku 10% azotanu amonowego przy zastosowaniu 2-krotnego nadmiaru stechiometrycznego (NH₄)₃PO₄*3H₂O.

Zastosowanie proponowanego w patencie wstępnego wydzielania molibdenu w postaci fosforomolibdenianu powoduje, że metoda jest znacznie prostsza w stosunku do innych proponowanych rozwiązań i pozwoli na łatwy odzysk materiału tarczowego. Wytrącony osad fosforomolibdenianu amonowego będzie rozkładany termicznie do tlenku molibdenu i redukowany wodorem do metalicznego molibdenu.

P r z y k ł a d: W 10 ml kwasu azotowego (V) o stężeniu 3,5 M rozpuszczono 500 mg tarczy metalicznego ¹⁰⁰Mo napromienionej protonami w cyklotronie, zawierającej materiał tarczowy i radionuklid ^99mTc. Następnie po rozpuszczeniu tarczy do roztworu dodano 8 ml roztworu NH₄NO₃ o stężeniu 3 M oraz 2 ml roztworu (NH₄)₃PO₄ o stężeniu 0,44 M. Wytrącony osad oddzielono się przez filtrację. Roztwór zawierający ^99mTc oraz pozostałości molibdenu o stężeniu 0,373 mg/ml zostanie przepus zczony przez złoże tlenku glinu o masie 100 mg. Kolumna będzie przemyta rozcieńczonym kwasem solnym, wodą a następnie 1 ml 0,9% roztworu soli fizjologicznej otrzymując gotowy preparat do znakowania.

Literatura:

[1] S. Chattopadhyay, S. S. Das, M. K. Das, N. C. Goomer, Appl. Rad. Isot. 66 (2008) 1814-1817.

[2] M. Gula, J. Harvey, Final Report DE-AC21-97MC33137-47, Eichrom Industries, Inc. March 11, 1998.

[3] M. L. Bonardi, C. Birattari, F. Groppi, E. Sabbioni, Appl. Rad. Isotop. 57 (2002) 617-635.

[4] T. J. Morleya, M. Dodda, K. Gagnonc, V. Hanemaayera, J. Wilsond, A. McQuarried, Englisha T. J. Rutha, F. Benardb, P. Schaffera, Nuclear Medicine and Biology 39 (2012) 551-559.

Claims (3)

1. Sposób otrzymywania diagnostycznej ilości radionuklidu ^99mTc z tarczy molibdenowej napromienionej protonami w cyklotronie, znamienny tym, że rozpuszcza się ją w roztworze kwasu azotowego (V), następnie po dodaniu do roztworu NH₄NO₃ i roztworu (NH₄)₃PO₄, zwłaszcza 3 M NH₄NO₃ i 0,44 M roztworu (NH₄)₃PO₄, wytrąca się osad fosforomolibdenianu amonowego, a pozostały roztwór przepuszcza sie przez kolumnę wypełnioną tlenkiem glinu o masie 100 mg, po czym radionuklid ^99mTc eluuje się 0,9% roztworem soli fizjologicznej.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że reakcję wytrącania prowadzi się w temperaturze od 80°C przez 30 minut a następnie przez kolejne 30 minut w temperaturze pokojowej, w środowisku 10% azotanu amonowego przy zastosowaniu 2-krotnego nadmiaru stechiometrycznego (NH4)3PO4*3H2O, po czym, w dalszym etapie ^99mTc wydziela się na złożu tlenku glinu i eluuje solą fizjologiczną, według znanej powszechnie procedury [4].

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się roztwór 3 M NH4NO3 i 0,44 M roztworu (NH4)3PO4.