Технеций 99 – содержащие радиофармпрепараты. Особенности анализа и применения

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение

Высшего профессионального образования

             «Сибирский государственный медицинский университет»

              Министерство здравоохранения и социального развития

Фармацевтический факультет

Кафедра фармацевтической химии

 

Ондар Айнара Демьяновна

Технеций 99 – содержащие радиофармпрепараты. Особенности анализа  и применения

Курсовая работа

 

 

 

                                                                                 Студент IV курса

                                                                                   _______ А. Д. Ондар

                                                                                   Преподаватель

                                                                                  _______ М. С. Ларькина

 

 

 

 

Томск -2012

Содержание:

Введение………………………………………………………………………3-4

1. Радиоактивные препараты…………………………………………5-7
2. Технеций-99-содержащие радиофармацевтические препараты…..8

1. История открытия технеция……………………………………8-10

2. Методы и технологии получения технеция-99м……………..11-12
1. Хроматографические генераторы технеция-99м…………..12-13
2. Сублимационные генераторы технеция-99m………………….14
3. Экстракционное получение ^99мТс……………………………15-16

3. Препараты на основе технеция-99. Анализ и применение…………….17-22

1. Общие методы анализа радиофармацевтических препаратов.23-33

2. Препараты Технеций-99……………………………………………34
1. Технеций (⁹⁹Тс) коллоидная сульфид рения инъекция……..34-36
2. Технеций  (⁹⁹Тс) коллоидная серы инъекция………………..37-39
3. Технеций (⁹⁹Тс) коллоидные олова инъекции………………..40-42
4. Технеций (⁹⁹Тс) этифенина инъекции……………………….43-46
5. Технеций (⁹⁹Тс) экзаметазима инъекции…………………….47-50
6. Технеций (⁹⁹Тс) глюконат инъекции…………………………51-53

Заключение………………………………………………………………….54-55

Список литературы…………………………………………………………56-57

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Достижения в области  физики атомного ядра оказывают очень  большое влияние на развитие почти  всех отраслей человеческого знания. Овладение атомной энергией дало в руки ученых самых разнообразных  специальностей новые средства и  способы научного исследования. Неизмеримо выросли возможности научного познания. Научная медицина с самого своего зарождения черпает в физике и химии новые идеи и средства для предупреждения болезней и борьбы с ними. Эта отрасль науки обогатилась новыми, весьма ценными методами изучения жизненных процессов, диагностики и лечения болезней.

Медицинская физика – это  наука о системе, которая состоит  из физических приборов и излучений, лечебно-диагностических аппаратов  и технологий.

Цель медицинской физики – изучение этих систем профилактики и диагностики заболеваний, а  также лечение больных с помощью  методов и средств физики, математики и техники. Природа заболеваний  и механизм выздоровления во многих случаях имеют биофизическое  объяснение.

Проблема своевременного и точного диагноза остается одной из основных проблем клинической медицины XXI века. В комплексе клинико-инструментальных средств диагностики различных органов и тканей одно из ведущих мест принадлежит радионуклеотидным (радиоизотопным)  методам исследования. (1)

Благодаря разнообразию радионуклеотидов и большому количеству «транспортных  средств», доставляющих изотоп к органу-мишени, сегодня можно изучать любые системы организма.

Диагностика с использованием радиофармпрепаратов позволяет  обнаружить нарушения деятельности органов намного раньше анатомических изменений, выявляемых другими диагностическими тестами (рентген, компьютерная и ЯМР-томография, УЗИ).  Такая ранняя диагностика позволяет осуществить раннее лечение, когда оно наиболее эффективно и возможен благоприятный прогноз, что особенно важно при онкологических, кардиологических и неврологических заболеваниях. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Радиоактивные препараты. 

Радиоактивные препараты (англ. radiopharmaceuticals; радиофармацевтические препараты (соединения, средства)) — радиоактивные изотопы или их соединения с различными неорганическими или органическими веществами, предназначенные для медико-биологических исследований, радиоизотопной диагностики и лечения различных заболеваний, главным образом для лучевой терапии злокачественных опухолей.

Радиоактивные препараты  подразделяются на:^[1]:

• Закрытые радиофармпрепараты;        

   В закрытых радиофармпрепаратах радиоактивный материал заключен в оболочку (защитное покрытие или капсулу), предотвращающую контакт с ним пациента и персонала и радиоактивное загрязнение окружающей среды. В клинической практике закрытые радиофармпрепараты применяют для контактной (аппликационной, внутриполостной и внутритканевой) лучевой терапии, а специальные источники низкоэнергетического фотонного излучения также для просвечивания и исследования минерального состава костной ткани.

• Открытые радиофармпрепараты.

В открытых радиофармпрепаратах возможен прямой контакт радиоактивного вещества с окружающей средой, в т. ч. с тканями организма), и ее радиоактивное загрязнение выше допустимого уровня, установленного для закрытых источников. К препаратам этого типа относятся, в частности, меченые соединения, используемые в исследованиях методом радиоизотопных индикаторов, применяемых in vivo, лечебно-диагностические радиофармацевтические препараты, рассасывающиеся в организме препараты (нити, пленки, губки) для контактной лучевой терапии, а также применяемые in vitro радиофармацевтические препараты для радиоиммунного анализа. Для лучевой терапии применяют свыше 200 закрытых радиофармпрепаратов.

Для диагностических целей  применяются радиоизотопы, которые  при введении в организм участвуют  в исследуемых видах обмена веществ  или изучаемой деятельности органов  и систем, и при этом могут быть зарегистрированы методами радиометрии. Такие радиоактивные препараты, как правило, имеют короткий эффективный период полураспада, что обусловливает незначительную лучевую нагрузку на организм обследуемого.

Критерием выбора радиоактивных  препаратов, предназначенных для  лучевой терапии злокачественных  новообразований, является возможность создания необходимой лечебной дозы ионизирующего излучения в области новообразования при минимальном воздействии на окружающие здоровые ткани. Такой эффект достигается путём применения радиофармпрепаратов в различных агрегатных состояниях и формах доставки в организм (растворы, суспензии, гранулы, иглы, проволока, аппликационные повязки и др.) и использованием наиболее подходящих по виду и энергии излучения изотопов.

       На ее нужды расходуется более 50 % годового производства радионуклидов во всем мире. Как известно, в состав живого организма помимо 5 основных элементов (кислорода, водорода, углерода, азота и кальция), входят еще 67 элементов периодической системы Менделеева. Поэтому в настоящие время трудно представить клинику у нас или за рубежом, в которой при установлении диагноза заболевания не использовались бы различные радиоактивные препараты и меченные ими соединения. Радионуклиды применяются в ядерной медицине в основном в виде радиофармацевтических препаратов для ранней диагностики заболеваний различных органов человека и для целей терапии. Отличительной особенностью диагностического радиофармпрепарата при этом является отсутствие фармакологического эффекта. Облучение в медицине направлено на исцеление больного. Однако нередко дозы оказываются неоправданно высокими. Пациент должен получать минимальную дозу при обследовании. В связи с этим одной из важнейших задач, стоящих перед разработчиками радиофармпрепаратов, является снижение доз облучения пациентов во время проведения различных исследований с использованием радионуклидов, то есть выбор таких радионуклидов и меченных ими соединений, применение которых позволяет получать необходимую диагностическую информацию при минимально возможных дозах облучения пациентов.

Систематически радионуклиды для медицинских целей стали  применять с начала 40-х годов. Именно тогда была установлена строгая  закономерность распределения радиоактивного йода при различных патологических состояниях щитовидной железы. В дальнейшем, использование соединений, меченных радиоактивными нуклидами, позволило  определить локализацию и размеры  первичных опухолей, выявить распространение  опухолевых процессов, контролировать эффективность лекарственного лечения. Благодаря большому разнообразию радионуклидов  и меченных ими препаратов в настоящее  время можно изучать практически  любую физиологическую и морфологическую  системы организма человека: сердечно-сосудистую и кроветворную, мочевыделительную и водно-солевого обмена, дыхательную и пищеварительную, костную и лимфатическую и т.п.

 

 

 

1. Технеций 99-содержащие радиофармпрепараты.

Технеций  (лат. Technetium, символ Тс) – элемент 7 (VII b) группы периодической системы, атомный номер 43. Технеций является самым легким из тех элементов периодической системы, у которых отсутствуют стабильные изотопы и первым элементом, полученным искусственно. К настоящему времени синтезировано 33 изотопа технеция с массовыми числами 86-118, наиболее стабильные из них – ⁹⁷Тс (период полураспада 2,6*10⁶ лет), ⁹⁸Тс (1,5*10⁶) и ⁹⁹Тс (2,12*10⁵).

В соединениях технеций проявляет степени окисления от 0 до +7, наиболее устойчиво семивалентное состояние.

 

1. История открытия технеция.

Направленные поиски элемента № 43 начались с момента открытия Д.И. Менделеевым периодического закона в 1896 году. В периодической таблице  некоторые клетки были пустыми, так  как отвечающие им элементы (среди  них был и 43-й – экамарганец) еще не были известны. После открытия периодического закона многие авторы заявляли о выделении из различных  минералов аналога марганца с  атомным весом около ста и  предлагали ему названия: дэвий (Керн, 1877), люций (Баррайр, 1896), и ниппоний (Огава, 1908), но все эти сообщения в дальнейшем не подтвердились.

В 1920-х поисками экамарганца  занялась группа немецких ученых под  руководством профессора Вальтера Ноддака, но поиски обернулись не удачей.

После провала поисков  группы Ноддака надежда обнаружить такой изотоп практически угасла. Сейчас известно, что наиболее стабильный изотоп технеция имеет период полураспада 2,6 миллиона лет, поэтому для изучения свойств элемента № 43 необходимо было создать его заново. За эту задачу взялся  в 1936 молодой итальянский физик Эмилио Джино Сегре. Принципиальная возможность искусственного получения атомов была показана еще в 1919 году великим английским физиком Эрнестом Резерфордом.

После окончания Римского университета возглавлял кафедру физики в университете Палермо. Лаборатория, в которой он работал, была очень скромной и не располагала к научным подвигам. В 1936 он отправился в командировку в США, город Беркли, где ему пришла в голову мысль проанализировать молибденовую пластину, которая служила для отклонения пучка ядер дейтерия – тяжелого изотопа водорода. «У нас были веские основания думать, - писал Серге, - что молибден после бомбардировки его дейтронами должен превратиться в элемент с номером № 43…» Действительно, в ядре атома молибдена 42 протона, а в ядре дейтерия – 1. Если бы эти частицы могли объединиться, то получилось  бы ядро 43-го элемента. Природный молибден состоит из шести изотопов, значит, в облученной пластинке могли присутствовать несколько изотопов нового элемента.

30 января 1937 в Палермо, Эмилио Серге и минералог Карло Перье приступили к работе. Вначале они установили, что привезенный образец молибдена испускал β – частицы, значит, в нем действительно присутствовали радиоактивные изотопы, но был ли среди них элемент № 43, ведь источниками обнаруженного излучения могли быть изотопы циркония, ниобия, рутения, рения, фосфора и самого молибдена?  Для ответа на этот вопрос часть облученного молибдена растворили в царской водке (смеси соляной и азотной кислот), и химическим путем удалили радиоактивный фосфор, ниобий и цирконий, а затем осадили сульфид молибдена. Оставшийся раствор был все еще радиоактивен, в нем оставался рений и возможно, элемент № 43. Теперь оставалось самое сложное – разделить эти два близких по свойствам элемента. Серге и Перье справились с этой задачей. Они установили, что при осаждении сероводородом сульфида рения из концентрированного солянокислого раствора, часть активности оставалась в растворе. После контрольных опытов по отделению изотопов рутения и марганца стало ясно, что β – частицы могут излучаться только атомами нового элемента, который назвали технецием от греческого слова τεχѵηȯσ – «искусственный». Это название было окончательно утверждено на съезде химиков, состоявшемся в сентябре 1949 в Амстердаме. Вся работа продолжалось более четырех месяцев и закончилась в 1937, в результате нее было получено всего лишь 10^-10 грамма технеция.

Хотя в руках Серге  и Перье оказались ничтожные  количества элемента № 43, они все  де смогли определить некоторые его химические свойства и подтвердили предсказанное на основе периодического закона сходства технеция и рения. Понятно, что им хотелось больше узнать о новом элементе, но чтобы его изучать, нужно было иметь весовые количества технеция, а облученный молибден содержал слишком мало технеция, поэтому требовалось найти более подходящую кандидатуру на роль поставщика этого элемента. Ее поиски увенчались успехом в 1939, когда О. Ган и Ф. Штрассман обнаружил, что в «осколках», образующихся при делении урана – 235 в ядерном реакторе под действием нейтронов, содержится довольно значительные количества долгоживущегося изотопа ⁹⁹Тс. В следующем году Эмилио Серге и его сотрудница Ву Цзяньсюн смогли выделить его в чистом виде. На каждый килограмм таких «осколков» приходится до десятки граммов технеция-99.