Srovnání parametrů kitů pro přípravu 99mTc-radiofarmak pro diagnostiku mozkové perfuze


A comparison of parameters of kits for 99mTc-radiopharmaceuticals for a cerebral perfusion diagnostics

Introduction:
[99mTc]technetium-exametazime was the first neutral lipophilic technetium compound able to pass through the blood–brain barrier. [99mTc]technetium-bicisate is another such a complex used in a clinical practice. Both radiopharmaceuticals are prepared by labeling of cold kits of various manufacturers, which differ by their parameters compared in this work.

Methods:
A comparison of kits parameters mentioned in summaries of product characteristics (SPC), a determination of a radiochemical purity (RCP), a medical consultation of an imaging capability.

Results:
Parameters of kits for [99mTc]technetium-exametazime: BRAIN-SPECT KIT, NEUROSCAN, STABILISED CERETEC, and [99mTc]technetium-bicisate: NEUROLITE are mentioned respectively: a volume of a preparation: 5 ml, 5 ml, 7 ml, 4 ml; a maximum activity: 2.22 GBq, 1 GBq, 1.11 GBq, 3.7 GBq; a possibility of a dilution: yes, yes, yes, no; a volume of a vial: 9 ml, 10 ml, 11 ml, 5 ml; a kit stability before and after the labelling: 1 y / 1 h, 1 y / 0.5 h, 1 y / 5 h, 1.5 y / 8 h; obtained RCP / a percentage content of a free pertechnetate: 87.8 ± 0.6 / 5.9 ± 1.4, 86.6 ± 2.8 / 4.0 ± 2.7, 91.6 ± 0.9 / 1.9 ± 0.4, 97.2 ± 0.7 / not determined; comparable imaging capabilities; similar approved indications.

Conclusion:
Main [99mTc]-bicisate (NEUROLITE) advantages against [99mTc]-exametazime (other kits) are the best stability, even not reached by STABILISED CERETEC, and a use of an [99mTc]eluate without any special restrictions. Nevertheless it isn't suitable for a leucocyte labelling. Among kits for [99mTc]-exametazim STABILISED CERETEC is characterized by its longer stability and BRAIN-SPECT KIT by the highest activity. A use of kits with the long stability (NEUROLITE, STABILISED CERETEC) reaching the highest RCP is advantageous by reason of the highest relative bioavailability for a brain.

Key words:
[99mTc]technetium-exametazime, [99mTc]technetium-bicisate, d,l-hexamethylpropylene amine oxime (HMPAO), L,L-ethyl cysteinate dimer (ECD), radiochemical purity, free pertechnetate


Autoři: Jiří Štěpán
Působiště autorů: Klinika nukleární medicíny FN Brno a LF MU Brno
Vyšlo v časopise: NuklMed 2013;2:7-12
Kategorie: Původní práce

Souhrn

Úvod:
Prvním neutrálním lipofilním techneciovým komplexem schopným projít hematoencefalickou bariérou byl [99mTc]technecium-exametazim. Dalším takovým komplexem používaným v klinické praxi je [99mTc]technecium-bicisát. Obě radiofarmaka se připravují značením kitů různých výrobců, které se liší svými parametry srovnávanými v této práci.

Metoda:
Porovnání parametrů kitů uvedených v souhrnech údajů o přípravcích (SPC), stanovení radiochemické čistoty (RCP), konzultace zobrazovací schopnosti s lékařem.

Výsledky:
Parametry kitů pro [99mTc]technecium-exametazim: BRAIN-SPECT KIT, NEUROSCAN, STABILISED CERETEC a [99mTc]technecium-bicisát: NEUROLITE jsou podle uvedeného pořadí následující: objem pro přípravu: 5 ml, 5 ml, 7 ml, 4 ml; max. aktivita: 2,22 GBq, 1 GBq, 1,11 GBq, 3,7 GBq; možnost ředění: ano, ano, ano, ne; objem lahvičky: 9 ml, 10 ml, 11 ml, 5 ml; stabilita kitu před a po označení: 1 r / 1 h, 1 r / 0,5 h, 1 r / 5 h, 1,5 r / 8 h; dosahovaná RCP / obsah volného technecistanu v %: 87,8 ± 0,6 / 5,9 ± 1,4, 86,6 ± 2,8 / 4,0 ± 2,7, 91,6 ± 0,9 / 1,9 ± 0,4, 97,2 ± 0,7 / nestanovuje se; zobrazovací schopnost všech kitů srovnatelná; zaregistrované indikace obdobné.

Závěr:
Hlavními výhodami [99mTc]-bicisátu (NEUROLITE) oproti [99mTc]-exametazimu (ostatní kity) jsou nejlepší stabilita, které nedosahuje ani STABILISED CERETEC a použití [99mTc]eluátu bez zvláštních omezení. Není však vhodný pro značení leukocytů. Z kitů pro [99mTc]-exametazim je největší výhodou STABILISED CERETECu jeho dlouhá stabilita a BRAIN-SPECT KITu nejvyšší aktivita. Výhodné je použití kitů s dlouhou stabilitou (NEUROLITE, STABILISED CERETEC) dosahujících nejvyšší RCP a tím i nejvyšší relativní biologické dostupnosti pro mozek.

Klíčová slova:
[99mTc]technecium-exametazim, [99mTc]technecium-bicisát, d,l-hexamethylpropylenaminoxim (HMPAO), dimer L,L-ethyl-cysteinátu (ECD), radiochemická čistota, volný technecistan

Úvod

Prvním neutrálním lipofilním techneciovým komplexem schopným projít hematoencefalickou bariérou byl [99mTc]technecium-exametazim 1. Díky asymetrickým uhlíkům ve struktuře ligandu jsou známy různé stereoizomery tohoto chelátoru i značené sloučeniny 2. Levotočivý (označení (-) nebo l) a pravotočivý (označení (+) nebo d) izomer lipofilního komplexu vykazuje vysoké vychytávání mozkem (až 4 % podané dávky), zatímco opticky neaktivní meso-izomer nevykazuje přijatelnou akumulaci v mozkové tkáni. Přes hematoencefalickou bariéru také nepronikají nelipofilní (hydrofilní) komplexy [99mTc]technecium-exametazimu vznikající jako rozkladné produkty lipofilních komplexů. Lipofilní d,l-izomery jsou intracelulárně přeměňovány na hydrofilní komplexy a tak zachyceny v mozkových buňkách. Exametazim se také označuje jako HMPAO, což je zkratka od hexamethylpropylenaminoxim. Struktura lipofilního oxo[99mTc]technecium-HMPAO (Obr. 1).

Struktura lipofilního oxo[<sup>99m</sup>Tc]technecium-HMPAO. Název IUPAC:  xo[<sup>99m</sup>Tc]technecium(V)-(3RS,9RS)-4,8-diaza-3,6,6,9-tetramethylundekan-2,10-dion-[(<i>E,E</i>)-dioxim].
Obr. 1. Struktura lipofilního oxo[<sup>99m</sup>Tc]technecium-HMPAO. Název IUPAC: xo[<sup>99m</sup>Tc]technecium(V)-(3RS,9RS)-4,8-diaza-3,6,6,9-tetramethylundekan-2,10-dion-[(<i>E,E</i>)-dioxim].

Dalším neutrálním lipofilním komplexem technecia snadno procházejícím hematoencefalickou bariérou je [99mTc]technecium-bicisát. Díky své vysoké stabilitě může být použit několik hodin po přípravě. V mozkových buňkách je zachycen v důsledku své enzymatické hydrolýzy na nelipofilní produkt 3. Bicisát se označuje jako ECD, z anglického názvu l,l -ethyl cysteinate dimer (česky dimer l,l-ethyl-cysteinátu). Struktura oxo[99mTc]technecium-ECD (Obr. 2).

Struktura oxo[&lt;sup&gt;99m&lt;/sup&gt;Tc]technecium-ECD. Název IUPAC:  oxo[&lt;sup&gt;99m&lt;/sup&gt;Tc]technecium(V)-diethyl-&lt;i&gt;N,N'&lt;/i&gt;-ethylendi-l-cysteinát.
Obr. 2. Struktura oxo[<sup>99m</sup>Tc]technecium-ECD. Název IUPAC: oxo[<sup>99m</sup>Tc]technecium(V)-diethyl-<i>N,N'</i>-ethylendi-l-cysteinát.

Společným strukturním znakem obou komplexů je přítomnost oxo[99mTc]technecia(V). Oxidační číslo technecia v oxotechneciu je +5. Po vazbě ligandu (HMPAO nebo ECD) je obsazeno celkem 5 koordinačních míst technecia (O a N4 nebo O a N2S2) a vzniká především elektroneutrální lipofilní komplex typu tetragonální pyramidy 4. Reakce vzniku oxo[99mTc]technecia(V) v roztoku (Obr. 3).

Reakce vzniku oxo[&lt;sup&gt;99m&lt;/sup&gt;Tc]technecia(V) v roztoku.
Obr. 3. Reakce vzniku oxo[<sup>99m</sup>Tc]technecia(V) v roztoku.

Obě radiofarmaka se připravují značením kitů různých výrobců, které se liší svým složením a svými parametry, které mohou rozhodovat o výběru nejvhodnějšího kitu podle aktuálních požadavků na vyšetření, jako jsou počet vyšetření, urgence vyšetření, požadavek na delší stabilitu radiofarmaka při vyšetření epileptických pacientů, kdy je nutno čekat na záchvat. Práce srovnává důležité parametry kitů a rovněž se zaměřuje na výběr nejvhodnější metody stanovení radiochemické čistoty s důrazem na její rychlost, spolehlivost a bezpečnost a ochranu zdraví při práci.

Metoda

Složení jednotlivých kitů bylo vyhledáno v souhrnech údajů o přípravcích (SPC), popřípadě na primárních obalech (injekční lahvičky), pokud SPC příslušné údaje neobsahovaly. Parametry kitů byly převzaty z příslušných SPC 5. Zobrazovací schopnost byla konzultována s lékařem.

Stanovení radiochemické čistoty bylo v případě oxo[99mTc]technecium-HMPAO prováděno tenkovrstvou chromatografií dle platného Českého lékopisu 6. Jako stacionární fáze byly použity dva proužky silikagelu na vrstvě skleněných vláken (ITLC-SG firmy Varian). Mobilní fáze 1 byl butan-2-on (ethyl(methyl)keton firmy Lach-Ner), mobilní fáze 2 byl 0,9% roztok chloridu sodného (Lach-Ner). Bylo nanášeno 5 *mikrol vzorku, chromatogramy se vyvíjely ihned. V případě mobilní fáze 1 putují s čelem rozpouštědla lipofilní [99mTc]technecium-exametazim, jeho meso-izomer a volný [99mTc]technecistan, hydrofilní komplexy [99mTc]technecium-exametazimu a [99mTc]technecium v koloidní formě zůstavají na startu. V případě mobilní fáze 2 putuje s čelem pouze volný [99mTc]technecistan, všechny ostatní analyty zůstavají na startu. Po vyvinutí chromatogramů (délka 9 cm, šířka 1 cm, start 1 cm od spodního okraje, čelo rozpouštědla 1 cm od horního okraje) v chromatografické soupravě (Rotop) byly chromatogramy rozstřiženy v polovině a aktivita jednotlivých částí byla měřena pomocí scintilačního NaI(Tl) detektoru připojeného k mnohokanálovému analyzátoru MCA-1000G (VF). Výpočet zastoupení lipofilního [99mTc]technecium-exametazimu a jeho meso-izomeru (norma je minimálně 80 %) a volného [99mTc]technecistanu (norma je maximálně 10 %) byl automaticky proveden softwarem ScanF analyzátoru MCA-1000G.

Radiochemická čistota oxo[99mTc]technecium-ECD byla stanovena dle SPC léčivého přípravku NEUROLITE 5. Jako stacionární fáze SPC doporučuje Baker-Flex silica gel IB-F nebo jeho ekvivalent (byl použit ekvivalent ALUGRAM® SIL G firmy Macherey Nagel). Mobilní fází byl ethyl-acetát (Lach-Ner). Bylo nanášeno 5 *mikrol vzorku, chromatogramy se vyvíjely po pěti až desetiminutovém sušení. [99mTc]technecium-bicisát putuje s čelem rozpouštědla, všechny nečistoty zůstávají na startu. Vyvíjení, zpracování a vyhodnocení vyvinutého chromatogramu bylo obdobné jako v případě oxo[99mTc]technecium-HMPAO. Minimální požadovaná radiochemická čistota je 94 %.

U všech kitů byly spočítány průměry radiochemické čistoty z pěti příprav a výběrové směrodatné odchylky. K výpočtu byly použity statistické funkce programu excel.

Výsledky

Složení kitů pro přípravu [99mTc]technecium-exametazimu a [99mTc]technecium-bicisátu viz (Tab. 1). V tabulce je uveden obsah jednotlivých složek v kitech a jejich přesná funkce.

Tab. 1. Složení kitů pro přípravu [99mTc]technecium-HMPAO a [99mTc]technecium-ECD.
Složení kitů pro přípravu [<sup>99m</sup>Tc]technecium-HMPAO a [<sup>99m</sup>Tc]technecium-ECD.
aq. pro inj. = aqua pro iniectione, voda na injekci ECD = dimer l,l-ethyl-cysteinátu< HMPAO = d,l-hexamethylpropylenaminoxim q.s. = quantum satis, kolik je třeba

Diskuse

Zajímavé jsou souvislosti mezi rozdílnými parametry kitů (Tab. 2) a jejich rozdílným složením (Tab. 1). U kitů pro [99mTc]-exametazim je u kitu s nejmenším obsahem HMPAO a dihydrátu chloridu cínatého (BRAIN-SPECT KIT – 0,3 mg a 3,8 *mikrog) deklarovaná nejvyšší použitelná aktivita [99mTc]technecistanu pro značení 2,22 GBq, což si logicky odporuje. To s sebou pak ovšem nese určitá rizika. Řada výrobců udává 50 % jako spodní limit obsahu Sn(II). Nicméně toto je směrná hodnota a pro produkty s velmi malým obsahem Sn(II) jako je HMPAO může při 50% obsahu Sn(II) nastat problém s redukcí celkového množství technecia (99mTc + 99Tc) 4. Z tohoto důvodu, stejně jako pro nižší obsah HMPAO, je u BRAIN-SPECT KITu povoleno použití eluátu [99mTc]technecistanu sodného starého maximálně 2 h z generátoru eluovaného během předchozích 24 h. U NEUROSCANu a STABILISED CERETECu s dvojnásobným obsahem Sn(II) je maximální povolené stáří eluátu pro přípravu 4 h 5. S přibývajícím časem totiž vzrůstá zastoupení 99Tc v eluátu a tím i celkové množství technecia (99mTc + 99Tc), které je potřeba redukovat a následně vázat do komplexu. U kitu pro [99mTc]technecium-bicisát (NEUROLITE) s o jeden řád vyšším obsahem Sn(II) než u kitů pro [99mTc]-exametazim žádná omezení týkající se kvality [99mTc]eluátu nejsou, což je z provozních důvodů výhodné.

Tab. 2. Parametry a indikace kitů pro přípravu [99mTc]technecium-HMPAO a [99mTc]technecium-ECD.
Parametry a indikace kitů pro přípravu [<sup>99</sup>mTc]technecium-HMPAO a [<sup>99m</sup>Tc]technecium-ECD.
API = Active Pharmaceutical Ingredience, účinná látka ČL = Český lékopis RCP = radiochemická čistota SPC = souhrn údajů o přípravku NaCl = chlorid sodný MEK = methylethylketon, ethyl(methyl)keton, butan-2-on TcO4- = technecistan ITLC-SG – rychlá tenkovrstvá chromatografie se silikagelem na vrstvě skleněných vláken TLC-SG – chromatografie na tenké vrstvě silikagelu
modře - výhoda, červeně - nevýhoda
a Podle maximální aktivity přidané do kitu, lze kity (dle pořadí v tabulce) použít na vyšetření max. 3, 1, 2 a 4 pacientů. [99mTc]-ECD lze připravit i z eluátu získaného z generátoru, který byl eluován i více než před 24 h (neovlivní RCP), stáří eluátu u značení ECD taky nehraje roli na rozdíl od HMPAO (maximální stáří eluátu pro značení jsou 4 h u BRAIN-SPECT KITu jen 2 h). b NEUROSCAN je vhodný pro statimová vyšetření (rychlá příprava pro jednoho pacienta). c Možnost naředění už označeného kitu 0,9 % NaCl je uvedena pouze u NEUROSCANu, NEUROLITE ředění neumožňuje, ostatní dva kity dodatečné naředění 0,9 % NaCl nevylučují. d Jediný NEUROSCAN má předepsáno uchovávání v chladničce při 2 – 8 °C. e Přípravky s vysokou stabilitou jsou vhodné např. pro vyšetřování epileptických pacientů, kdy je nutno čekat na záchvat. f Nejvyšší dosahované RCP po označení jsou u přípravků s vyšší stabilitou – STABILISED CERETEC a NEUROLITE. Uvedeny jsou průměrné hodnoty z 5 příprav. g Zobrazovací schopnost byla u všech přípravků srovnatelná. h Pro možnost srovnání byla u všech kitů s HMPAO použita lékopisná metoda stanovení RCP (min. 80 %) a volného 99mTcO4- (max. 10 %) bez použití hepato- a nefrotoxického chloroformu. Limit volného 99mTcO4-- SPC přípravků neuvádějí, ale je vhodné ho stanovit, protože i při jeho překročení může být RCP v toleranci, ale zobrazení bude při vysokém obsahu 99mTcO4- nevyhovující (extrakční metoda s chloroformem toto neodhalí). Při stanovení RCP [99mTc]-ECD na tenké vrstvě silikagelu v ethyl-acetátu je nevýhodou dlouhá doba vyvíjení chromatogramu (cca 15 min). i Zaregistrované indikace všech kitů jsou obdobné, u BRAIN-SPECT KITu je uvedena navíc sclerosis multiplex.

Oba kity s delší stabilitou (STABILISED CERETEC a NEUROLITE) se vyznačují složitější přípravou (ze dvou lahviček). Nevýhodou je možnost jejich použití až za 30 min po označení, nicméně u těchto přípravků bylo stabilně dosahováno nejvyšší radiochemické čistoty, což znamená i nejvyšší relativní biologickou dostupnost pro mozek.

Možnost dodatečného naředění radiofarmaka po přípravě není kritický parametr a je vyloučena pouze u kitu NEUROLITE.

Z praktického hlediska je dobré, že po označení mohou být všechny kity uchovávány při teplotě místnosti.

Co se týká stanovení radiochemické čistoty oxo[99mTc]technecium-HMPAO, je z důvodu možnosti vzájemného porovnávání jednotlivých kitů nutno použít stejnou (lékopisnou) metodu, kde je stanoven i limit pro volný [99mTc]technecistan, což bylo v práci provedeno. U jednotlivých kitů jsou v jejich SPC vzhledem k lékopisu určité nepřesnosti nebo nevýhodná doporučení, která jsou dále diskutována. BRAIN-SPECT KIT: kromě dvou lékopisných chromatografických soustav zohledňujících všechny nečistoty včetně [99mTc]technecia v koloidní formě uvádí třetí chromatografickou soustavu (Whatman č. 1 / 50% acetonitril) na stanovení [99mTc]technecia v koloidní formě. Vztah pro výpočet radiochemické čistoty pak tuto nečistotu započítává dvakrát a výsledná radiochemická čistota je falešně nižší. Doporučovanou extrakční metodu využívající hepato- a nefrotoxického chloroformu není vhodné při současném stavu znalostí o toxikologii chloroformu používat. Toxicita chloroformu je způsobena jeho vysoce reaktivním metabolitem fosgenem způsobujícím buněčnou nekrózu 7. NEUROSCAN: využívá jen jedné chromatografické soustavy ITLC-SG / butan-2-on. Výsledná radiochemická čistota je pak falešně vyšší o hodnotu volného [99mTc]technecistanu. Průměrný dosahovaný obsah volného [99mTc]technecistanu u tohoto kitu činil 4 %, což už není nezanedbatelná hodnota, o kterou je pak radiochemická čistota dle SPC přípravku vyšší než skutečná hodnota. STABILISED CERETEC: využívá lékopisnou metodu s tím rozdílem, že místo ITLC-SG používá ITLC-SA (kyselina křemičitá na vrstvě skleněných vláken). Nevýhodou této záměny je značné prodloužení doby provádění chromatografie (z 5 min na 15 až 20 min). Tuto záměnu výrobce provedl v době, kdy byly dočasně nedostupné ITLC-SG chromatografické nosiče a už ji nevrátil zpátky, i když jsou už ITLC-SG nosiče běžně dostupné. Rovněž není předepsán limit pro volný [99mTc]technecistan.

Metoda stanovení radiochemické čistoty oxo[99mTc]technecium-ECD (NEUROLITE) je v SPC přípravku a lékopisu totožná. Její nevýhodou je dlouhá doba vyvíjení chromatogramu (asi 15 min).

Indikace všech kitů jsou obdobné, SPC BRAIN-SPECT KITu uvádí navíc sclerosis multiplex.

Závěr

V práci byly podrobně porovnány parametry kitů pro [99mTc]technecium-exametazim a [99mTc]technecium-bicisát. Rozdílnost parametrů závisí na rozdílném složení kitů. [99mTc]-bicisát (NEUROLITE) jednoznačně převyšuje [99mTc]-exametazim svou stabilitou, které [99mTc]-exametazim nedosahuje ani při stabilizaci kobaltnatými ionty v přípravku STABILISED CERETEC. Příprava [99mTc]technecium-bicisátu není rovněž limitována speciálními požadavky na [99mTc]eluát. Není však vhodný pro značení leukocytů. Z kitů pro [99mTc]-exametazim je největší výhodou STABILISED CERETECu jeho dlouhá stabilita a BRAIN-SPECT KITu nejvyšší aktivita. Kity s dlouhou stabilitou (NEUROLITE, STABILISED CERETEC) dosahují nejvyšších hodnot RCP a tím i nejvyšší relativní biologické dostupnosti pro mozek. Tyto kity jsou vhodné např. pro vyšetřování epileptických pacientů, kdy je nutno čekat na záchvat. Z důvodu rozdílů v metodách stanovení RCP uváděných v jednotlivých SPC kitů pro [99mTc]technecium-exametazim je pro získání vzájemně porovnatelných výsledků nutno použít lékopisné metody. Je rovněž potřeba vyvarovat se používání zdraví škodlivých chemikálií, jako např. chloroformu, při jejichž chronické expozici dochází k poškození zdraví pracovníků.

Jiří Štěpán

Klinika nukleární medicíny FN Brno a LF MU Brno

jirs@sci.muni.cz


Zdroje

1. Neirinckx RD. Evaluation of regional cerebral blood flow with 99mTc-d,l-HMPAO and SPECT. Neurosurg Rev 1987;10:181–184

2. Banerjee S, Samuel G, Kothari K et al. On the synthesis, isolation and radiochemical studies for the preparation of in-house kit for 99mTc-meso- and d,l-HMPAO: A few additional observations. Nucl Med Biol 1999;26:327–338

3. Walovitch RC, Cheesman EH, Maheu LJ, Hall KM. Studies of the retention mechanism of the brain perfusion imaging agent 99mTc-bicisate (99mTc-ECD). J Cereb Blood Flow Metab. 1994;14 Suppl 1:S4-11

4. IAEA (International Atomic Energy Agency). Technetium-99m Radiopharmaceuticals: Manufacture of Kits. Vienna, IAEA, 2008, 189 p, Technical reports series no. 466, ISBN 978–92–0–100408–6

5. Škop B. Mikro-verze AISLP - ČR [CD-ROM]. 2013.1 pro MS Windows. Praha, Bohuslav Škop, 1. ledna 2013, 1 CD-ROM

6. Ministerstvo zdravotnictví ČR. Český lékopis 2009, ČL 2009 – Doplněk 2010, ČL 2009 – Doplněk 2011, ČL 2009 – Doplněk 2012: elektronická verze na CD. Praha, Grada, 2012, 1 CD-ROM, ISBN 859-404-924-026-5

7. Hodgson E, ed. A textbook of modern toxikology - 3rd edition. Hoboken, New Jersey, John Wiley & Sons, Inc., 2004, 557 p, ISBN 0-471-26508-X

Štítky
Nukleární medicína Radiodiagnostika Radioterapie
Kurzy Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se