99 99m - Narodowe Centrum Badań Jądrowych

99
99m
( Mo/ Tc)
Generator radionuklidowy
POLGENTEC, zasady pracy i kontrola jakości
Tomasz Wawryniuk e-mail: [email protected]
NARODOWE CENTRUM BADAŃ JĄDROWYCH
Ośrodek Radioizotopów POLATOM
Wstęp
Generatory radionuklidów są wygodnym źródłem izotopów krótko-Ŝyciowych otrzymywanych bezpośrednio w szpitalu. Bez tych urządzeń codzienne korzystanie z tych
izotopów w szpitalach odległych od miejsc wytwarzania izotopów byłoby bardzo drogie lub wręcz niemoŜliwe. Zasada działania generatorów polega na wykorzystaniu
zaleŜności pomiędzy rozpadem długo-Ŝyciowego izotopu macierzystego i narastaniem krótko-Ŝyciowego izotopu pochodnego. PoniewaŜ izotop macierzysty i izotop
pochodny są róŜnymi pierwiastkami chemicznymi, moŜna wykorzystać ich własności chemiczne do rozdzielenia tych pierwiastków przy zastosowaniu prostego procesu
chemicznego. Generator zbudowany jest z niewielkiej kolumny szklanej wypełnionej tlenkiem glinu, na którym absorbuje się izotop macierzysty, molibden-99. Molibden-99
pozostaje trwale związany z absorbentem, natomiast technet-99m moŜe być z niego łatwo wymyty przy pomocy roztworu soli fizjologicznej, 0.9% NaCl.
Molibden-99 rozpada się emitując cząstki β- a jego czas połowicznego rozpadu wynosi T1/2 = 66.6 godzin. Metastabilny technet-99m powstaje w wyniku tego rozpadu z
wydajnością 87%, pozostałe 13% prowadzi bezpośrednio do długo-Ŝyciowego technetu-99.
Podstawowe elementy
generatora
Charakterystyka fizyczna
•
•
Kolumna wypełniona tlenkiem glinu z
zaadsorbowanym na nim molibdenem-99.
•
Komplet igieł metalowych słuŜących do
połączenia kolumny generatora z fiolką
ewakuowaną na eluat i fiolką z eluentem.
molibdenian sodu (radionuklid macierzysty)
4-200 GBq/generator
• 99mTc nadtechnecjan sodu 0,5-15,0 GBq/ml
Charakterystyka eluatu
•
Osłona ołowiana o grubości 50 mm w której
umieszczone są kolumna i igły generatora.
•
Filtry bakteriologiczne eluatu oraz powietrza
zasysanego do fiolki ewakuowanej.
•
Dwie fiolki zawierające czynnik
bakteriostatyczny, osłaniające igły generatora w
czasie jego transportu i przerw w eksploatacji.
•
99Mo
•
•
•
•
•
•
Wydajność elucji 90-110 %
Czystość radiochemiczna eluatu > 98%
Zawartość 99Mo w eluacie < 0,1%
Zawartość Al3+ w eluacie <5,0µg/ml
pH eluatu 5,5-7,5
Uzyskany eluat, Na99mTcO4, moŜna stosować do
badań w czasie do 12 godzin.
Parametry techniczne
generatora
• Waga 16 kg
• Wymiary zewnętrzne generatora: 133 x 160 x 290
mm
• Oferowane aktywności 2 – 50 GBq
• Kolumna osuszana powietrzem
• Regulacja objętości w zakresie 4-8 ml
• Termin waŜności 14 dni od daty kalibacji
Regulator objętości eluatu w zakresie 4-8 ml ±
0,5 ml.
1800
90%
Aktywność Mo-99
80%
Teoretyczna aktywność Tc-99m
70%
Aktywność Tc-99m w generatorze
1600
Rys.1. Schemat generatora Mo-99/Tc-99m
A k tyw n o ś ć [im p /s ]
Aktywność
100%
60%
50%
40%
30%
1000
800
600
400
10%
200
0
24
48
72
96
120
144
168
192
216
240
264
288
312
Razem z generatorem w opakowaniu
transportowym dostarczane są:
• Zestaw do elucji (kod MTcG-01), dwa opakowania
zawierające osiem fiolek z eluentem (0,9% NaCl) i
osiem fiolek na eluat (fiolki ewakuowane);
• Instrukcja obsługi generatora;
• Pojemnik osłonny na eluat
1200
20%
0%
Aktywność Tc-99m
1400
WyposaŜenie dodatkowe
0
336
0
Czas [h]
1
2
3
4
5
6
7
8
Objętość [ml]
Rys.5. Pojemnik osłonny na eluat i regulator objętości
eluatu.
• Konstrukcja regulatora umoŜliwia uzyskanie
Ŝądanej objętości eluatu (od 4 do 8 ml z
dokładnością ± 0,5 ml) i oczekiwanego stęŜenia
promieniotwórczego technetu-99m.
1
Mo-99
Wz ględna licz ba atom ów
0,9
Tc-99m
0,8
Tc-99 z rozpadu Mo-99
0,7
Tc-99 z rozpadu Tc-99m
0,6
Tc-99 (suma)
•
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
Pojemnik o grubości 6 mm Pb stanowi osłonę
przed promieniowaniem i jednocześnie umoŜliwia
obserwację
roztworu
podczas
pobierania
strzykawką oraz wykonanie pomiaru zawartości
99Mo.
100%
90%
4,000;
97,67%
80%
70%
0
24
48
72
50%
40%
30%
20%
10%
0
96
Czas [h]
Rys.3. Zmiana składu eluatu w takcie przerw w
elucji.
• Chemiczne stęŜenie Tc-99m w eluacie jest bardzo
niskie. Roztwór ten nie jest wolny od nośnika,
poniewaŜ
zawiera
Tc-99
pochodzący
bezpośrednio z rozpadu Mo-99 i Tc-99m.
• Tc-99 konkuruje z jonami Tc-99m w reakcjach z
substancjami chelatującymi w trakcie znakowania
zestawów. StęŜenie Tc-99 moŜe mieć wpływ na
wydajność reakcji kompleksowania a przez to na
jakość
otrzymywanych w tych reakcjach
radiofarmaceutyków.
Wydajność elucji generatora
– niekorzystne czynniki
•
•
100%
90%
Tc-99m / Tc
80%
70%
•
61%
60%
44%
50%
40%
27%
30%
20%
12%
7%
10%
0%
0
24
48
72
96
Czas [h]
Rys. 4. Udział procentowy atomów 99mTc w eluacie
w stosunku do całkowitej liczby atomów Tc.
• Zalecany czas miedzy elucjami nie powinien
przekraczać 48 h.
•
Problem obniŜenia wydajności elucji generatora
ma miejsce szczególnie w pierwszym dniu elucji ,
kiedy na kolumnie generatora znajduje się wysoka
aktywność izotopów Mo i Tc. Roztwór eluatu z
generatora Mo-99/Tc-99m zawiera Tc-99m w
postaci jonu nadtechecjanowego 99mTcO4-.
Główną przczyną obniŜenia wydajności są
procesy
chemiczne,
fizykochemiczne
i
radiochemiczne
zachodzące
na
kolumnie
generatora. Dzieje się to, poniewaŜ Mo-99 o
wysokiej
aktywności
właściwej
jest
zaadsorbowany w niewielkiej objętości złoŜa
kolumny. DuŜa dawka promieniowania w
obecności wody powoduje tworzenie się
reaktywnych utleniaczy (rodnik hydroksylowy) i
reduktorów (elektron uwodniony oraz atom
wodoru).
W obecności czynnika redukującego Tc do
niŜszych stopni utlenienia zachodzą reakcje
adsorpcji
Tc
na
złoŜu
kolumny
oraz
kompleksowania podobne do tych podczas
znakowania zestawów. W efekcie tego Tc nie
ulega wymyciu z kolumny generatora.
Na wydajność elucji mogą mieć wpływ środki
dezynfekujące
oraz substancje organiczne
ekstrachowalne z
plastikowych
elementów
majacych bezpośredni kontakt
z roztworem
eluatu.
Kontrola jakości w szpitalu
• Wydajność elucji generatora (90-110 %)
• Czystość radiochemiczna eluatu
• Czystość radionuklidowa eluatu
• Czystość chemiczna eluatu
• pH eluatu ( 5,5 – 7,5)
Metody kontroli jakości w szpitalu powinny być
proste i umoŜliwiające szybką ocenę jakości
eluatu.
60%
0%
0
Udział atomów [%]
Rys.6. Przykładowy profil elucji generatora
• Do elucji generatora moŜna stosować róŜne
objętości roztworu soli fizjologicznej, zaleŜnie od
aktywności generatora i Ŝądanego stęŜenia
promieniotwórczego eluatu.
• Eluat moŜe być rozcieńczany do Ŝądanej
objętości
izotonicznym
roztworem
soli
fizjologicznej.
Procent a tywności ca łkow ite j
Rys.2. Zmiana aktywności 99mTc w trakcie
eksploatacji generatora w cyklu 24-godzinnym
• Maksymalną aktywność 99mTc uzyskuje się po 23
godzinach od poprzedniej elucji.
• MoŜliwe jest skrócenie okresów między
kolejnymi elucjami, wtedy uzyskana aktywność
99mTc będzie odpowiednio niŜsza.
1
2
3
4
5
6
7
8
Objętość eluatu [ml]
Rys.7. Wydajność elucji generatora
• Objętość eluatu 4 ml pozwala na otrzymanie
ponad 97 % aktywności 99m Tc
Kontrola jakości u wytwórcy
• Eluat otrzymany z generatora Mo-99/Tc-99m
spełnia wymagania Farmakopei Europejskiej
(monografia 2008:0124).
• W trakcie procesu produkcji eluat podlega
szczegółowym
badaniom
zgodnie
z
wymaganiami Farmakopei Europejskiej.
• KaŜdy generator, przed wysłaniem do odbiorcy,
jest eluowany w celu sprawdzenia droŜności,
szczelności oraz zawartości molibdenu-99 w
eluacie.
• Po przeprowadzeniu kontrolnej elucji, kolumna
jest osuszana przepływającym powietrzem
filtrowanym przez filtr mikrobiologiczny.
• W okresie waŜności losowo wybrane generatory
z kaŜdej serii produkcyjnej przechodzą badania
kontrolne na zgodność ze specyfikacją wytwórcy.
Czystość radiochemiczna eluatu
• Technet moŜe wystepować na róŜnych stopniach
utlenienia, przy czym stabilne są Tc (iV) i Tc (VII).
Oprócz
jonu
nadtechnecjanowego
mogą
występować formy zredukowane oraz koloidalne.
WaŜne jest , by w eluacie było nie mniej niŜ 95%
Tc-99m w postaci jonu 99mTcO4-.
• Badanie wykonuje się metodą chromatografii
bibułowej wstępującej, stosując bibułę Whatman 1
MM oraz aceton jako roztwór rozwijający. Wartość
Rf dla nadtechnecjanu sodu Na99mTcO4 wynosi
0,64 ± 0,04.
Czystość radionuklidowa eluatu
• NajwaŜniejszym zanieczyszczeniem
radionuklidowym eluatu jest Mo-99.
• Zawartość Mo-99 moŜna w szybki i łatwy sposób
określić przez pomiar w osłonie ołowianej o
grubości 6 mm, próbki eluatu przy uŜyciu
kalibratora wykalibrowanego na Mo-99. Zmierzona
aktywność Mo-99 nie moŜe przekroczyć 0,1 %
aktywności Mo-99 znajdującej się w generatorze
w czasie elucji.
Czystość chemiczna eluatu
• NajwaŜniejszym zanieczyszczeniem chemicznym
w eluacie mogą być jony Al3+ , uwalniające się z
wypełnienia kolumny – tlenku glinu.
• Jony Al3+ mogą przeszkadzać w znakowaniu
zestawów technetowych.
• Limit dla glinu wg Farmakopei Europejskiej wynosi
5 ppm.
• Zawartość glinu w eluacie: wykonuje się metodą
testu kroplowego na pasku bibuły wysyconej
0,05% roztworem chromazurolu S (kod MTc-A-1).