CN101045736A - 一种锝－99m标记的双膦酸配合物及制备方法 - Google Patents
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Abstract
锝－99m标记2－(1－甲基咪唑－2－基)－1－羟基乙烷－1，1－双膦酸配合物及制备方法，属于放射性药物及核医学领域。该配合物的制备方法是，将配体双膦酸(HMIBP)、还原剂、pH缓冲剂等组成药盒，再将高锝酸(99mTcO4 －)溶液加入药盒中反应，即得到锝－99m标记的2－(1－甲基咪唑－2－基)－1－羟基乙烷－1，1－双膦酸配合物(99mTc－HMIBP)。本发明的锝－99m标记的双膦酸配合物用于核医学诊断显像或用于治疗类风湿、肿瘤等疾病。本发明产品的骨组织摄取量(Am，骨)(％ID/g)和(Am，骨/Am，血)比文献值高，说明本发明产品作为骨显像剂的效果会更好。
Description
技术领域
锝-99m标记2-(1-甲基咪唑-2-基)-1-羟基乙烷-1，1-双膦酸配合物及制备方法，涉及放射性药物及核医学领域。
背景技术
骨质由骨细胞，胶质纤维和骨基质三部分组成。骨基质由无机盐和有机物组成。无机盐约占成人骨质的2/3，其主要成份是羟基磷灰石晶体[Ca10(PO4)6(OH)2]，具有较大的表面积，类似一种离子交换树脂，能够以离子交换或表面吸附等方式与血液中相应的离子进行交换或吸附。当骨骼病损时，病损区的骨骼可随血液供应多少、成骨旺盛或低下出现成骨或溶骨两种变化。在成骨损伤的新骨形成处可以同时沉淀较多的晶体。这些晶体表面可吸附像99mTc-MDP一类的显像剂，使之在骨显像上表现为放射性聚集的“热区”；而溶骨部位在骨显像上则表现为放射性缺损的“冷区”。因此当局部骨骼有病损时(如肿瘤、炎症、骨折等)所引起的局部血流量和/或骨盐代谢及成骨过程的改变，均可在相应的骨显像上显示局部放射性异常，据此可对各种骨骼疾病作出诊断和明确定位。因此，骨显像在临床中得到了大量的应用，主要用于下列情况：(1)原发性骨肿瘤及骨肿瘤的软组织和骨转移的早期诊断；(2)检查原因不明的骨痛；(3)选择骨骼病理组织学检查部位；(4)制定放疗计划；(5)淋巴瘤、乳腺癌、肺癌、前列腺癌等其他系统肿瘤的术前分期及治疗后的随访；(6)对可疑肿瘤患者进行筛选；(7)骨骼炎性病变的诊断及随访；(8)应力性骨折、缺血性骨坏死等骨关节创伤的鉴别诊断；(9)Paget病的定位诊断及治疗后的随访。
自从1971年Subramanian等介绍了99mTc标记的多磷酸盐用于显像以来，出现了大量放射性核素锝-99m[99mTc]标记的双膦酸盐类用于骨骼显像剂，使骨影像学示踪剂的研究有了很大发展。放射性核素锝-99m[99mTc]的广泛应用首先是因为99mTc的γ射线能量为140KeV(能量适中)，半衰期较短(半衰期为6.02h)，适合于显像；其次，该核素由反应堆生产，价格便宜，能够推广使用。
最早用99mTc标记成功的多磷酸盐为99mTc标记焦磷酸(99mTc-PYP)，PYP是带P-O-P键的无机物，与人体骨中羟基磷灰石有相同的结构，因而与骨结合快，但焦磷酸盐口服无效，注射又易被人体中的酶水解而不稳定，因而将焦磷酸中的P-O-P键用P-C-P键替代[即氧原子(O)用碳原子(C)替换]获得99mTc标记的双膦酸盐，该类双膦酸盐具有在体内与骨结合快，又不易被酶水解的特点，因而具有较好的化学稳定性，耐热性也好，因此广泛应用于临床显像。常见的骨显像剂有99mTc-MDP，99mTc-HMDP，99mTc-HEDP等，化学结构如结构通式1所示。目前最普遍用于临床骨显像的是锝-99m标记的亚甲基双膦酸(99mTc-MDP)，它能被骨吸收，在骨代谢活跃或反应性骨病变区浓度较高，显像时间也较长，是目前最常用的骨显像剂。虽然99mTc-MDP是目前临床上常用的骨显像剂，且全身骨显像诊断骨转移瘤的灵敏度高于CT、MRI及X线检查，但特异性相对较低，因此，有必要进一步研究新型的双膦酸盐骨显像剂。
R＝CH2：99mTc-methylene diphosphonate(99mTc-MDP)
R＝CH-OH：99mTc-hydroxymethylene diphosphonate(99mTc-HMDP)
R＝CH3-C-OH：99mTc-hydroxyethylene diphosphonate(99mTc-HEDP)
结构通式1
自1968年Fleisch等人发现双膦酸盐类化合物的亲骨作用以来，双膦酸盐类药物已经经历了三代产品。第一代研究始于上世纪60年代后期，其结构中侧链为直链烷基或有卤素取代，氯屈膦酸二钠(Clodronate)(芬兰Leiras药厂生产，1986年首次上市，商品名为Bonefos)和依替膦酸二钠(Etidronate)(七十年代于美国上市，现收载于美国药典)为其代表，其有效剂量与中毒剂量的差距即安全范围狭窄；第二代药物于侧链中引入末端氨基，如帕米膦酸二钠(Pamidronate)(瑞士Ciba-Geigy公司开发，1989年首次上市，商品名为Aredia)，阿仑膦酸钠(Alendronate)(美国Merck公司开发，商品名为Fosmax)、伊本膦酸钠(Ibandronate)和奥帕膦酸钠(olpadronate)。第三代于上世纪80年代开发，其结构具有环状侧链，包括替鲁膦酸二钠(Tiludronate)，因卡膦酸二钠(YM-175)，利塞膦酸二钠(Risedronate)和唑来膦酸钠(Zoledronate)(瑞士诺华公司开发，2000年首次在加拿大上市，商品名Zometa)。
第三代双膦酸盐之一因卡膦酸二钠由日本山之内公司开发，于1997年在日本上市，临床适应症为恶性肿瘤骨转移引起的高钙血症。我们也已经研制成功用于治疗恶性肿瘤骨转移引起的疼痛及高钙血症的“注射用因卡膦酸二钠”。国外已有文献(Makoto S，Susumu S，Hiroshi I.New bone-seeking agent：Animal study ofTc-99m-incadronate.Annals of Nuclear Medicine，2002；16：55～59)用锝-99m标记因卡膦酸二钠作为骨显像剂的报道。
美国专利US 4939130(1990)报道了多种咪唑双膦酸，其中之一、化学名为2-(咪唑-1-基)-1-羟基乙烷-1，1-双膦酸的化合物，即唑来膦酸(ZoledronicAcid)，目前成为治疗恶性肿瘤骨转移引起的高钙血症及多发性骨髓瘤和实体瘤所致骨转移引起的疾病的综合疗效最好的药物(Corey E，Brown LG，Quinn JE，etal.Zoledronic acid exhibits inhibitory effects on osteoblastic and osteolyticmetastases of protate cancer.Clinical Cancer Research，2003；9：295～306)。我们已经申请专利(专利申请号：200510038174.8)报道用锝-99m(99mTc)标记唑来膦酸及2-(2-甲基咪唑-1-基)-1-羟基乙烷-1，1-双膦酸(简写为99mTc-MIDP)，并且进行骨显像，取得较好的效果。现在我们用锝-99m标记2-(1-甲基咪唑-2-基)-1-羟基乙烷-1，1-双膦酸，鉴于其结构与MIDP类似，但又完全不同(双膦酸是接在咪唑环的2-位上)，预计是一个有希望的骨显像剂，目前国内外都未见任何报道。
发明内容
本发明的目的是提出一种新型的骨显像剂：锝-99m标记的2-(1-甲基咪唑-2-基)-1-羟基乙烷-1，1-双膦酸配合物(99mTc-HMIBP)。同时，本发明还提出了该锝-99m标记的双膦酸配合物的制备方法，以及它在人或动物的器官或组织中作为显像剂的用途，特别是用作骨显像剂。
本发明的技术方案：
2-(1-甲基咪唑-2-基)-1-羟基乙烷-1，1-双膦酸的化学结构如结构式2所示：
结构式2
其英文名为2-(1-methylimidazol-2-yl)-1-hydroxyethane-1，1-bisphosphonic acid，简写为HMIBP。
本发明提供一种放射性锝-99m标记的2-(1-甲基咪唑-2-基)-1-羟基乙烷-1，1-双膦酸配合物，简写为99mTc-HMIBP，其结构如结构式3所示
结构式3
其制备方法为：首先将该双膦酸与一定量的还原剂、pH缓冲剂配制成药盒，再加入适量的高锝酸溶液，将混合物振摇数分钟，即得到锝-99m标记的双膦酸配合物。还原剂是氯化亚锡(SnCl2·2H2O)要或维生素C等。
锝-99m标记的2-(1-甲基咪唑-2-基)-1-羟基乙烷-1，1-双膦酸的制备方法是：在西林瓶中，加2-(1-甲基咪唑-2-基)-1-羟基乙烷-1，1-双膦酸3～5mg，再加含1.0g·L-1SnCl2·2H2O的0.1mol·L-1盐酸溶液0.05～0.25mL，摇匀后用pH4.3的磷酸盐缓冲溶液调节至pH4～6，加入新淋洗的高锝-99m酸溶液18.5～185兆贝可，充分混匀，室温放置8～15分钟，即得到所述的锝-99m标记的2-(1-甲基咪唑-2-基)-1-羟基乙烷-1，1-双膦酸配合物。
锝-99m标记的该双膦酸配合物，用于核医学的诊断显像，也可以用于治疗类风湿、肿瘤等疾病。
本发明的有益效果：本发明提出了一种新的双膦酸骨显像剂--锝-99m标记的2-(1-甲基咪唑-2-基)-1-羟基乙烷-1，1-双膦酸配合物，对唑来膦酸和MIDP的化学结构进行修饰，并且用锝-99m来标记。同时，与文献[刘丽琴等，北京师范大学学报(自然科学版)，2003年4月第39卷第2期230～233页]报道的锝-99m标记的亚甲基双膦酸(99mTc-MDP)比较，本发明产品的骨组织摄取量(Am，骨)(％ID/g)和(Am，骨/Am，血)比文献值高，说明本发明产品作为骨显像剂的效果会更好。
具体实施方式
锝-99m标记的2-(1-甲基咪唑-2-基)-1-羟基乙烷-1，1-双膦酸配合物(99mTc-HMIBP)的制备及其性能测定
1)99mTc-HMIBP的制备
在10ml西林瓶中，加入2-(1-甲基咪唑-2-基)-1-羟基乙烷-1，1-双膦酸3～5mg，SnCl2·2H2O的盐酸溶液0.05～0.25mL(盐酸浓度为0.1mol·L-1，内含1.0g·L-1的SnCl2·2H2O)，摇匀后用磷酸盐缓冲溶液(pH4.3)调节至pH4～6，加入新淋洗的高锝-99m酸(99mTcO4 -)溶液18.5～185兆贝可(MBq)，充分混匀，室温放置8～15分钟，标记完毕，即得本发明所述的锝-99m标记的2-(1-甲基咪唑-2-基)-1-羟基乙烷-1，1-双膦酸配合物(99mTc-HMIBP)。
2)99mTc-HMIBP标记率的测定
锝-99m标记的咪唑类双膦酸配合物的标记率是指体系中99mTc-HMIBP的放射性占总放射性的百分比。采用纸层析法测定：体系(1)为丙酮∶水＝2∶1；体系(2)为水。体系(1)中，胶体锝和99mTc-HMIBP的Rf值均为0，99mTcO4 -的Rf值为0.9-1.0；体系(2)中，胶体锝的Rf值为0-0.1，99mTc-HMIBP和99mTcO4 -的Rf值均为0.9-1.0。按照公式99mTc-HMIBP的标记率(RCP)＝(1-RCP胶体锝-RCP游离得)×100％，结果表明：99mTc-HMIBP的标记率大于95％。(其中RCP表示放射化学纯度，即标记率)。
3)99mTc-HMIBP的体外稳定性的测定
由于锝-99m的半衰期为6.02小时，因此，将新制备的锝-99m标记的2-(1-甲基咪唑-2-基)-1-羟基乙烷-1，1-双膦酸置于室温，不同时间(1、2、3、4、5和6小时)取样分析，考察99mTc-HMIBP在室温下的存放稳定性。实验结果表明：锝-99m标记的2-(1-甲基咪唑-2-基)-1-羟基乙烷-1，1-双膦酸在室温下存放6小时后，其标记率和外观均无明显变化，仍能满足临床用药的要求。
4)99mTc-HMIBP在小鼠体内的生物分布
按照实施例1制备好标记率大于95％的99mTc-HMIBP溶液。将30只正常小鼠(雌雄不拘，体重18～20克)随机分为6组，从尾静脉注射0.1mL(约0.74～1.85MBq)99mTc-HMIBP溶液，然后分别于注射后5、15、30、60、120和240分钟将小鼠断头处死。取其心、肝、脾、肺、肾、肌肉、骨和血等有关组织和器官，称重后在阱型γ探头中测量放射性，计算每克组织的放射性占总注射剂量的百分数(％ID/g)以及骨与各个组织的放射性之比，小鼠全部血液的质量按其体重的6.5％计算。每个时相取5组平行数据，实验结果以平均值表示。不同时间骨组织中摄取的99mTc-HMIBP的量(Am，骨)(％ID/g)分别为4.98，6.84，7.94，7.45，5.87，4.19；对应时间血液中99mTc-HMIBP的量(Am，血)(％ID/g)分别为2.40，1.07，0.47，0.12，0.05，0.02；Am，骨/Am，血分别为2.08，6.39，16.89，62.08，117.40，209.50.而文献[刘丽琴等，北京师范大学学报(自然科学版)，2003年4月第39卷第2期230～233页]报道的锝-99m标记的亚甲基双膦酸(99mTc-MDP)在30分钟、60分钟、120分钟和180分钟时的骨组织中摄取的量(Am，骨)(％ID/g)分别为3.26，4.79，3.87，7.71；对应时间血液中99mTc-MDP的量(Am，血)(％ID/g)分别为0.47，0.28，0.15，0.12；Am，骨/Am，血分别为6.91，17.31，26.22，67.34。专利(申请号：200510038174.8)中报道的锝-99m标记的MIDP(99mTc-MIDP)在5分钟，15分钟，30分钟、60分钟、120分钟和180分钟时的骨组织中摄取的量(Am，骨)(％ID/g)分别为14.30，11.78，8.50，7.95，11.29，13.88；对应时间血液中摄取99mTc-MIDP的量(Am，血)(％ID/g)分别为6.18，2.54，0.69，0.34，0.145，0.099；Am，骨/Am，血分别为2.31，4.64，12.32，23.38，77.86，140.20。
5)99mTc-HMIBP的兔骨显像
取新西兰大耳兔，肌肉注射安定(10mg/支，2ml)1支和氯安酮(.0.1g/支，2ml)半支，麻醉20min后，于耳缘静脉注射0.5ml99Tcm-HMIBP(约111MBq)，进行SPECT全身兔骨扫描。结果表明：注射后120分钟，兔骨显像效果良好，颅骨，脊柱和四肢显像明显，软组织已基本清除。
Claims (2)
1.一种放射性锝-99m标记的2-(1-甲基咪唑-2-基)-1-羟基乙烷-1，1-双膦酸配合物，简写为99mTc-HMIBP，其结构式为：
2.一种权利要求1所述锝-99m标记的2-(1-甲基咪唑-2-基)-1-羟基乙烷-1，1-双膦酸配合物的制备方法，其特征在于：在西林瓶中，加2-(1-甲基咪唑-2-基)-1-羟基乙烷-1，1-双膦酸3～5mg，再加含1.0g·L-1SnCl2·2H2O的0.1mol·L-1盐酸溶液0.05～0.25mL，摇匀后用pH4.3的磷酸盐缓冲溶液调节至pH4～6，加入新淋洗的高锝-99m酸溶液18.5～185兆贝可，充分混匀，室温放置8～15分钟，即得到所述的锝-99m标记的2-(1-甲基咪唑-2-基)-1-羟基乙烷-1，1-双膦酸配合物。
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