DE2511712C3 - Herstellung eines Technetium-99m-Generators - Google Patents

Description

Technetium-99m wird auf Grund seiner günstigen Strahlensnergie von 140 keV, seiner relativ kurzen Halbwertszeit von 6 h und der Abwesenheit von Korpuskularstrahlung erfolgreich und in zunehmendem Maße in der Nuklearmedizin für diagnostische Zwecke eingesetzt. Es wird in der Regel aus einem sogenannten Nuklidgenerator gewonnen. Dieser besteht meistens aus einer mit Aluminiumoxid als Adsorbens gefüllten Säule, auf dem Molybdän-99 fixiert ist. Molybdän-99 zerfällt mit einer Halbwertszeit von 2,7 Tagen in das gewünschte Technetium-99m, das mit einer geeigneten Elutionsvorrichtung, wie in DT-OS 22 36 565 beschrieben, mittels physiologischer Kochsalzlösung wiederholt aus der Säule herausgewaschen werden kann.

Die erhaltene Lösung wird entweder direkt (z. B. zur Hirn-, Schilddrüsen- und Magenszintigraphie) oder nach Markierung geeigneter organspezifischer Transportsubstanzen zur Diagnostik anderer Organe eingesetzt: z. B. Technetium-99m-markierte Partikel je nach Größe zur Leber- und Lungenszintigraphie, Technetium-99mmerkiertes Pyrophosphat zur Skelettdarstellung, und bestimmte mit Technetium-99m markierte Komplexverbindungen zur Nierendiagnostik. Zur Durchführung der Markierung dienen dabei sogenannte Markierungsbestecke, die aus aufeinander abgestimmten Geräten und inaktiven Substanzen bestehen, und in Kombination mit dem Eluat eines Technetium-Generators die Herstellung eines organspezifischen Diagnostikums erlauben.

Technetium-99m-Generatoren werden in der Regel durch Beladen einer mit saurem Aluminiumoxid gefüllten Säule mit angesäuerter Molybdän-99-Molybdatlösung hergestellt Dabei ist es erwünscht, daß das Volumen der Säule und damit das zum Herauswaschen des Technetiums nötige Flüssigkeitsvolumen, möglichst gering sind. Die dadurch erreichte hohe Aktivitätskonzentration ist für bestimmte Untersuchungen, z. B. Durchblutungsmessungen, erforderlich. Außerdem soll die saure Molybdat-Beladelösung während der Herstellung des Generators stabil sein, d. h., es soll möglichst kein Molybdän-oxidhydrat ausfallen. Weiterhin wird eine hohe Elutionsausbeute (Anteil des herausgewaschenen Anteils an Technetium-99m bezogen auf das gesamte Technetium-99m) gewünscht Die Elutionsausbeute wird aber bisweilen, besonders bei Generatoren mit hoher Aktivitätsbeladung, erniedrigt Als Ursache gelten strahlenchemische Effekte: Normalerweise liegt

Technetium-99m als Pertechnetat (stabilste Oxidationsstufe) auf der Säule vor und kann in dieser Form leicht eluiert werden. Durch strahlenchemische Reduktion, vorwiegend hervorgerufen durch solvatisierte Elektronen als Folge der ^-Strahlung des Molybdän-99, entsteht

ίο Technetium niederer Oxidationsstufe, wahrscheinlich Technetium (IV). In dieser Form hydrolysiert Technetium leicht und wird an den Hydroxylgruppen des sauren Aluminiumoxyds festgehalten (»Hydrolytische Fällung« des Technetium [I V] auf Aluminiumoxid).

Dieser Ausbeuteverlust soll nach dem Stand der Technik dadurch verhindert werden, daß man

a) Oxidationsmittel, wie z. B. Chlor, ins Elutionsmittel gibt(vgl.DT-OS19 29 067),

b) elektronenfangende Substanzen, wie z. B. Nitrit oder Nitrat dem Elutionsmittel zusetzt (vgL DT-OS 22 38 503),

c) zwischen zwei Elutionen Luft (Sauerstoff) durch die Säule saugt (vgl. US-PS 37 74 035) oder

d) das Aluminiumoxid nach der Molybdänbeladung und vor der ersten Elution z. B. mittels Chromat

oder Dichromat in einen oxidierenden Zustand überführt (vgl. DT-OS 22 07 309).
Die Verwendung von Chlor im Elutionsmittel (a) hat den Nachteil, daß das Eluat zur Präparation von organspezifischen Diagnostika mittels Markierungsbestecken in einer Reihe von Fällen nicht geeignet ist, da die derzeitig verwendeten Markierungsbestecke sämtlich Reduktionsmittel wie Zinn(II)-Verbindungen oder Thiosulfat enthalten.

Das gleiche gilt, wenn auch in geringerem Umfang, beim Zusatz von Nitrit zum Elutionsmittel (b).

Das Belüften der Säule zwischen zwei Elutionen (c) hat zwar keinen Einfluß auf die Besteckmarkierung; die zum völligen Auswaschen des Technetium-99m notwendige Menge an Elutionsmittel wird aber größer, so daß man unerwünschterweise entweder eine niedrigere Elutionsausbeute, oder eine geringere Aktivitätskonzentration im Eluat erhält.
Diese Probleme treten bei der Überführung der Aluminium-Adsorbens in einen oxidierenden Zustand mittels Chromat (d) nicht auf. Dieses Verfahren hat den anderen Nachteil, daß die Behandlung mit Chromat einen zusätzlichen Verfahrensschritt darstellt

Dabei wird außerdem das auf dem Adsorbens haftende Molybdat teilweise durch das Chromat verdrängt, so daß entweder der Anteil an im Eluat auftretenden Molybdän-99 unerwünschterweise ansteigen kann oder man, um das zu verhindern, die Menge des Adsorbens — und damit die Eluatmenge — vergrößern muß.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde eine neues Verfahren zur Herstellung eines Technetium-99m-Generators aus Aluminiumoxid als Adsorbens und Molybdän-99 gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Molybdän-99-Molybdat mit Chromat oder Dichromat in Lösung mischt, die Lösung auf einen pH-Wert zwischen 1 und 5, vorzugsweise zwischen 1,5 und 4, einstellt und die saure Lösung auf das Adsorbens aufbringt. Dabei wird das Reaktionsgemisch aus

Molybdän-99m-Moiybdat und Chromai auf der Säule fixiert Im Falle von n.y-Molybdän (s. unten) ist ein pH-Wert zwischen 1,5 und 2,4 bevorzugt
Als Molybdän-99-Molybdat kann entweder durch

Neutronen im Kernreaktor aktiviertes »n,y-Molybdän-99« oder aus Spaltprodukten der Uran-235-Kernspaltung gewonnenes »Spalt-Molybdän-99« verwendet werden. n,y-MoIybdän-99 bietet den Vorteil, daß e^ nach der Reaktorbestrahlung nicht von den anderen jio- s nukliden getrennt werden muß, hat aber den Nachteil einer geringeren spezifischen Aktivität (Aktivität pro Gewichtseinheit Molybdän). Spalt-Molybdän-99 dagegen hat eine sehr hohe spezifische Aktivität Es muß jedoch nach der Kernspaltung von einem großen Überschuß anderer Radionuklide chemisch abgetrennt werden.

Bei der Verwendung von n,y-Molybdän-99 ist es zweckmäßig, 0,5-2 Gew.-% Chrom als Chromat oder Dichromat bezogen auf die Gewichtseinheit Molybdän zu verwenden.

Bei der Verwendung von Spalt-Molybdän-99 ist es zweckmäßig, 0,1 -1 mg Chrom als Chromat oder Dichromat bezogen auf die Gesamtmenge Molybdän-99-Molybdat zu verwenden. Dabei soll die Gewichtsmenge des Adsorbens Aluminiumoxid zweckmäßig mindestens das lOOOfache der Gewichtsmenge an Chrom betragen.

Gegenüber dem beschriebenen Stand der Technik hat das neue Verfahren überraschenderweise folgende Vorteile:

1. Die strahlenchemische Reduktion wird gerade dort verhindert, wo sich das Molybdän-99 befindet und damit die höchsten Strahleneffekte auftreten. Es wird also nur der obere Teil des Adsorbens mit Chromat beladen. Der untere Säulenabschnitt dient zum Schutz vor Molybdat- und Chromatdurchbrüchen.

2. Die Kapazität des Aluminiumoxyds gegenüber Molybdat steigt um etwa 30%. Das gestattet die Verkleinerung der Säule und führt erwünschterweise zu höherer Aktivitätskonzentration im Eluat.

3. Die saure Molybdat-Beladelösung wird durch den Chromzusatz stabilisiert. Das führt zu höherer Sicherheit bei der Herstellung der Generatoren.

Bei der Verwendung von reinen Molybdatlösungen dagegen fallen im Sauren bisweilen unerwünscht Molybdänoxidhydrate aus, besonders bei Verwendung von n,y-Molybdän-99.

4. An Hand der gelben Chromatfärbung auf der Säulenmatrix kann der Beladungszustand der Säule während des Herstellungsprozesses von außen leicht erkannt werden, da Molybdat und Chromat auf der Säule an derselben Stelle fixiert sind. Eventuell überladene Säulen können somit leicht erkannt und aussortiert werden. Eventuelle Molybdändurchbrüche, und damit unerwünschte Strahlenbelastung des Patienten, werden damit verhindert.

Beispiel 1

Zu einer ammoniak-alkalischen Molybdän-99-Molybdatlösung (»n,y-Molybdän-99«) mit einer spezifischen Aktivität von ca. 2 Ci/g wird 1 Gewichtsprozent Chrom bezogen auf Molybdän als Kaliumdichromat zugesetzt, die Lösung mittels Salpetersäure auf einen pH-Wert von 2 eingestellt und auf eine Aktivitätskonzentration von ca. 25 mCi/ml verdünnt Danach wird entsprechend der gewünschten Aktivität die notwendige Menge dieser Beladelösung auf eine mit 6 g saurem Aluminiumoxyd gefüllte Säule aufgegeben, die Säule verschlossen und im Autoklav 10 Minuten lang bei ca. 2 atü auf 134⁰C erhitzt

Beispiel 2

Zu 10Ci einer ammoniak-alkalischen Spalt-Molybdän-99-Lösung werden 25 mg Chrom als Kaliumdichromat zugegeben, die Lösung mittels Salpetersäure auf einen pH-Wert von 3 eingestellt und auf eine Aktivitätskonzentration von ca. 250mCi/ml verdünnt. Danach wird entsprechend der gewünschten Aktivität die notwendige Menge dieser Beladelösung auf eine mit 1,5 g Aluminiumoxyd gefüllte Säule aufgegeben und die verschlossene Säule im Autoklav i0 Minuten lang bei ca 2 atü auf 134° C erhitzt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Technetium-99m-Generators aus Aluminiumoxid als Adsorbens und Molybdän-99, dadurch gekennzeichnet, daß man Molybdän-99-molybdat mit Chromat oder Dichromat in Lösung mischt, den pH-Wert der Lösung zwischen 1 und 5, vorzugsweise zwischen 1,5 und 4, einstellt und die saure Lösung auf das Adsorbens aufbringt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung von n.y-Molybdän-99 0,5 — 2 Gew.-% Chrom bezogen auf die Gewichtseinheit Molybdän als Chromat oder Dichromat verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Verwendung von Spalt-Molybdän-99 0,1 -1 mg Chrom als Chromat oder Dichromat bezogen auf die Gesamtmenge Molybdat verwendet.