DE2708324A1

DE2708324A1 - Radioaktiv markiertes scanningmittel

Info

Publication number: DE2708324A1
Application number: DE19772708324
Authority: DE
Inventors: Jun William Ward Hunter
Original assignee: Abbott Laboratories
Current assignee: Hunter Jun William Ward Dr Nashville Tenn
Priority date: 1976-02-26
Filing date: 1977-02-25
Publication date: 1977-09-01
Also published as: CA1063932A; JPS52105222A; GB1561412A; US4071613A

Description

Die Erfindung betrifft eine stabilisierte Lösung von reduzierenden Salzpräparaten zur Verwendung bei der Herstellung von radioaktiv markierten Scanningmitteln. Insbesondere betrifft die Erfindung Leber-Scanningmittel unter Verwendung von Kolloiden aus Technetium-99ni und Reduktionsmitteln, wie SnCIp, TiCl;,, CrCIo und andere Salze.

Vergleichende Untersuchungen haben gezeigt, daß die Szintigraphie des retikuloendothelialen Systems (RES, wie Leber, Milz und Knochenmark), unter Verwendung von Radionukliden ein wertvolles diagnostisches Hilfsmittel ist. Die Verwendung einer Reihe von mit Radioisotopen markierten Partikeln oder Kolloiden zur Durchführung von szintigraphischen Verfahren ist bekannt. Das Verhalten der Partikel als eine Funktion der Dynamik der Leberdurchblutung wurde ausführlich beschrieben.

Im allgemeinen sind solche Scanningmittel besonders erwünscht, bei denen ein kurzlebiges Radioisotop gleichzeitig eine gute Lokalisierung des gewünschten Organs und eine hohe Markierungswirkung gewährleistet. Die Stabilität des Markierungsmittels

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und die Einfachheit seiner Herstellung sind ebenfalls wesentlich, um den besonderen Bedürfnissen beim klinischen Einsatz entgegenzukommen. Bei Mitteln, die den vorgenannten praktischen Erfordernissen genügen, ist dann als wichtigstes Kriterium die Sicherheit des Patienten zu beurteilen.

Bestimmte Verbindungen mit einem Gehalt an Metallionen, wie Zinn, Titan, Eisen und Chrom, deren biologische Verteilung, Toxizität und physiologischer Weg bei Tieren untersucht wurden, lassen sich leicht als kolloidale Partikel herstellen, deren Größenbereich von der Lunge nicht herausgefiltert wird und der ideal dazu geeignet ist, in der Leber ein günstiges Verhältnis von dargestelltem Organ zum Hintergrund zu erzielen. Im allgemeinen werden als EES-Scanningmittel radioaktive Kolloide intravenös verab*- folgt. Die Kolloidpartikel werden durch die retikuloendothelialen Zellen, wie die Kupffer-Zellen, der Leber phagozytiert. Diese Partikel werden rasch in den Kupffer-Zellen und anderen RES-Zellen angereichert und verbleiben dort lange genug, daß ihre Verteilung szintillographisch gemessen werden kann. Die Lage, Größe und Gestalt der Leber sowie einen ausreichend großen Platz einnehmende Leberschäden lassen sich leicht aufgrund der Aufnahme des Radioisotops im gesunden Gewebe und aufgrund der mangelnden Aufnahme vom beschädigten Gewebe lokalisieren und feststellen.

Das metastabile Isotop Tc-99m hat eine Halbwertszeit von 6 Stunden und weist keine primäre Teilchenstrahlung auf. Diese Eigenschaften vermindern die Strahlenbelastung des Patienten. Die Qualität der szintillographischen Aufzeichnung wird verbessert und die zur Durchführung der Untersuchung notwendige Gesamtzeit verringert.

Wegen der 6-stündigen physikalischen Halbwertszeit von Tc-99m erfordert die routinemäßige Verwendung von mit Tc-99m markierten

Leber-Scanningmittein deren tägliche Herstellung. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, ein stabiles, nicht radioaktives

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Präparat für ein Leber-Scanningmittel zur Verfügung zu haben, das sämtliche Bestandteile,die zur Herstellung dieses Mittels erforderlich sind, enthält.

Tc-99m-Verbindungen sind zwar offensichtlich ideale Radiopharmazeutika für diagnostische Zwecke, jedoch ist die Bereitstellung oder Auswahl von Technetiumverbindungen oder -kolloiden im Hinblick auf die Organspezifität und die zulässigen Toxizitäten eine komplexe Aufgabe. Für human- oder veterinärmedizinische Zwecke sind Verbindungen mit sehr geringer LDcq unerwünscht, auch wenn für die Diagnose nur geringe Mengen erforderlich sind. Verbindungen mit einer unzureichenden in vivo-Stabilität sind ebenfalls für diagnostische Zwecke wenig geeignet, da radioaktive Ionen oder andere chemische Produkte mit unzureichender oder unerwünschter Organspezifität freigesetzt werden können. Stabile Verbindungen, die sich trotz ihrer Stabilität allgemein im ganzen Organismus verteilen oder die den gewünschten Bestimmungsort im Organismus nicht erreichen, sind ebenfalls für viele Untersuchungen von Organfunktionen oder Organstrukturen, z.B. für Leber- und Gallenblasenuntersuchungen, wenig geeignet.

Das Problem der Auswahl oder Bereitstellung von leberspezifischen Radiopharmazeutika für lebermorphologische Untersuchungen ist besonders schwierig. Radiopharmazeutika für diese Zwecke sollten idealerweise eine lOOprozentige RES-Spezifität und eine minimale Aufnahme in anderen Organen aufweisen. Ein derartiges Mittel ist in der US-PS 3 875 299 beschrieben. Jedoch weist das Zinnkolloid dieser Patentschrift den Nachteil auf, daß es Wasser als Lösungsmittel benötigt, was eine Hydrolyse und vorzeitige Bildung des Kolloids hervorruft. Außerdem ist dieses Kolloid gegen Luftoxidation stark empfindlich.

Erfindungsgemäß wurde eine stabilisierte Alkohollösung eines reduzierenden Salzpräparats entwickelt und zur Herstellung von radioaktiv markierten Scanningmitteln, insbesondere für die

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Leber, verwendet. Diese ßcanningmittel enthalten Kolloide von Technetium-99m und eines Reduktionsmittels aus der Gruppe SnCl₂, TiCl_v CrCIp, PeCl₂ oder dgl. und gegebenenfalls ein Stabilisierungsmittel. Knochen-Scanningmittel enthalten außerdem einen Riosphatkomplex und Lungen-Scanningmittel ein makroaggregiertes Albumin.

Erfindungsgemäß wird eine stabilisierte Lösung eines reduzierenden Salzpräparats zur Herstellung eines mit einem Radioisotop markierten Scanningmittels, z.B. eines Metallhydroxid-Kolloids aus Zinn(II)-chlorid und Technetium in wäßriger Lösung, zur Verfügung gestellt. Zusammen mit dem Technetium können auch andere Verbindungen, wie TiCl,, CrCl₂ und PeCl₂ und andere Salze verwendet werden. Der erhaltene Tc-99m-Komplex eignet sich zur Injektion in den Blutstrom von Säugetieren in einem biologisch sterilen wäßrigen Medium, das mit den Säugetierkörperflüssigkeiten im wesentlichen isoton ist. Ein aussagekräftiges Bild über das retikuloendotheliale System der Leber und die RES-Morphologie erhält man durch Messung der von der Leber und dem RES emittierten Radioaktivität, wobei von der Lunge des untersuchten Patienten normalerweise sehr wenig aufgenommen wird.

Das Leber-Scanningmittel besteht vorzugsweise aus einem Kolloid, das aus Zinn(II)-chlorid gebildet ist. Dieses ist in der Leichtigkeit seiner Herstellung handelsüblichen Schwefelkolloiden weit überlegen. Es können auch Kolloide von TiCl,, CrCl₂, FeCl₂ und anderen Salzen verwendet werden. Zur Herstellung des für Injektionszwecke geeigneten Lebermittels sind nur 1 oder 2 einfache Schritte erforderlich, d.h. die Zugabe von Technetium zu der Ampulle mit dem Lebermittel bei Raumtemperatur, wonach gegebenenfalls eine zweite Zugabe von Mannit, einem cyclischen Alkohol oder Natriumhydrogencarbonat als Stabilisator erfolgt.

Es wurde festgestellt, daß geeignete Tc-99m- Metallhydroxid-Kolloide in Gegenwart von wasserfreien Lösungsmitteln, wie Äthera und aliphatischen Alkoholen, wie Äthanol, hergestellt werden können.

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Die gebildeten Partikel weisen eine starke Retention der Leber auf, sind über längere Zeit hinweg stabil, und zwar mit oder ohne Zusatz eines Stabilisators, und sind besonders leicht herzustellen. Die Verwendung eines wasserfreien Lösungsmittels wird bevorzugt, da ein wasserfreies Lösungsmittel das reduzierende Salz stabilisiert und dabei die Hydrolyse und vorzeitige Bildung des Kolloids möglichst gering hält. Dies ist auf die Schutzwirkung des Lösungsmittels auf die Metallionen in Lösung zurückzuführen. Zusätzlich vermindert das wasserfreie Lösungsmittel die Empfindlichkeit des Reduktionsmittels gegen Luftoxidation.

Unter aliphatischen Alkoholen sind off enkettige Verbindungen mit einer Alkoholgruppe zu verstehen, beispielsweise Isobutanol, Butanol, Propanol und Isopropanol.

Es wurde festgestellt, daß das wasserfreie Lösungsmittel dem erfindungsgemäßen Kolloid einige zusätzliche Vorteile verleiht. Von besonderer Wichtigkeit für die Handhabung ist die Tatsache, daß aufgrund der vermindertem Empfindlichkeit gegen Luftoxidation eine einfachere Herstellung und leichtere Handhabung möglich ist. Ferner ist es wichtig, daß das Kolloid bei Verwendung eines derartigen Lösungsmittels über längere Zeit hinweg stabil ist und keine Zunahme der Kolloidgröße erfolgt. Somit wird die Aufnahme in der Lunge möglichst gering gehalten.

Kolloide aus TC-99m und Zinn(II)-chlorid werden auf die nachstehend beschriebene Weise hergestellt.

Beispiel 1

Aus 25 mg wasserfreiem SnGl₂ in 50 ml wasserfreiem Äthanol, Äther oder einem aliphatischen Alkohol wird eine SnCl₂-Losung hergestellt. Diese Lösung enthält 50 ^g SnCl₂ pro 0,1 ml. 0,1 ml der SnCl₂-Losung werden in eine Ampulle pipettier.t mit M- ml 99Mo-99m-Tc Generatoreluat mit einem Gehalt an 4-50 mCi Tc-99m

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versetzt. Die SnCl₂-Lösung und das Eluat werden gründlich vermischt und anschließend 15 Minuten stehengelassen. Nach einer bestimmten Standzeit ist die Lösung für den Gebrauch bereit. Gegebenenfalls kann die Lösung jedoch unmittelbar nach ihrer Herstellung verwendet werden, da die Kolloidbildung eingetreten ist.

Nach gründlichem Vermischen wird die Markierungswirkung, die Organbestimmung bei Mäusen und der pH-Wert ermittelt. Die Ergebnisse von 10 Präparaten, die eine gute Reproduzierbarkeit bestätigen, sind in nachstehender Tabelle zusammengestellt.

Die hergestellte Lösung ist zur Verabreichung in Mehrfachdosen an den Menschen mit Dosen von jeweils 2-4- mCi gedacht. Das empfohlene Injektionsvolumen beträgt jeweils 0,3 bis 2,0 ml.

Tabelle I

Markierungswirkung j (% gebundenes 99⁸¹Tc)	Leber	> Dosis/Organ	(2 Mäuse)f	8,9	üH-Wert
98.9	90,3	Lunffe Kadaver	6,7	4,5
99,4	93,1	0,8	6,6	4,8
99,8	92,0.	0,2	8,2	4,3
95,0	91,5	1,4	4,5	4,3
97,7	95,0	0,3	4,0	4,2
99_;9	95,7	0,5	5,6	4,2
98,7	94,0	0,3	3,0	4,3
97,8	96,4	0,4	6,7	4,2
96,4	92,3	0,6	7,0 6·, 1-1,	4,2
99,9 Mittel- . wert 98,4-1,6	92_;6 93,3⁺0	1,0	4,2 .8 4,3+0,1
	0,4 ,2 0,6⁺0,3

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Aus Tabelle I ergibt sich, daß der pH-Wert des Gemisches aus SnCIp und Eluat im Bereich von 4,5 + 0,3 liegt. Wie sich jedoch aus Tabelle II ergibt, kann der pH-Wert der Markierungslösung im Bereich von 3 bis 7 liegen. Aus diesem Grund ist es nicht erforderlich, zur weiteren Einstellung des pH-Werts eine Pufferlösung zu verwenden.

Tabelle II pH-Wert der Markierungslösung

pH-Wert der pH-Wert des 99¹^Pc-Sn- % Dosis/Organ_(2Mäuse)j Markierungslösung Kolloids j

2 1 2 1

V	3,0
4,0	4,0
6,5	4,8
7,1 .	4,8
7,5	5,0

Leber	Lu	nfi€	j Kadaver <
38,1	2,	i	59,8
90,0	1,	5	8,5
87,8	o,	7	11,5
88,0	°;	7	¹¹J³
93,1	0,	2	6,7
80,4	1,	7	17,9
63,6	o,	8	35,6

Die Versuche von Beispiel 1 sind mit einer SnCl^-Menge von 25 durchgeführt. Die Tabelle III erläutert jedoch» daß SnCl₂-Mengen im Bereich von 2 bis 200^g mit Erfolg verwendet werden können.

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Tabelle III SnCl₂-Menge

SnCl2

25 50

100 150 200

Marki erungswirkung ($. gebundenes

96,0 99,7 99,5 99,6 99,6

i% Dosis/Organ (2 Mäuse) | Leber Lunge Milz Kadaver i

94,2 0,4

96,4 0,4

95,0 0_;4

95,9 0,7

95,0 0,6

1,0 1,4

1,7 1,4 2,1

4,4 1,8 2,9 2,0 2,3

Aus den nachstehenden Tabellen IV und V ergibt sich, daß eine Veränderung des Volumens des Generatoreluats (1 bis 8 ml) oder eine Veränderung des Volumens des Lösungsmittels (0,1 bis 2,5 ml) keinen signifikanten Einfluß auf die Wirksamkeit des Lebermittels hat.

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>87	Tabelle IV	•	2708324	93,8	0,7	O_t2	5,5
		Äthanolvolumen		95,7	0,5	0,5	3,8
			91,8	0,5	0,3	7,7
Äthanol- volumen		Markierungswirksamkeit % Dosis/Organ (2 Mäuse) (^gebundenes 99¹¹¹Tc) Leber Tauige "Kadaver	89,5	1,1	0,1 0,4	9,4
(ml) 0,1		' 96,3	87,5	0,6	11,9
0,2	97,8	96,4	0,3	V
0,5	97,5	93,8	0,5	5,7
1,0	96,8	93,8	1,0	5,2
2,0	97,3	89,0	1,0	10,0
0,2	99_;1	90,3	2,0	7,7
0,75	98,4
1/0	99,7	Eluatvolumen
2,0	94,9	Märkierungs-" , ~; Wirksamkeit {% gebundenes 99^Tc)	% Dosis/Organ Leber ~Luhge	(2 Mäuse) \ "Kadaver _;
	96,0	99,5	96,4	3,4
	Tabelle V	98,9	95,4	⁵fl
	99,6	95,8	3,9
I ELuat- Volumen	96,2 95,8	96,2 95,8	3,7 3,8
(ml)
2
4
6 8

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Beispiel 2

/f/f.

Um den Einfluß der Temperatur festzustellen, werden verschiedene Lösungen gemäß Beispiel 1 unter Inkubation bei unterschiedlichen Temperaturen hergestellt. Die Produkte zeigen nach Inkubation bei 65 und 100⁰C ein leicht trübes Aussehen. Es läßt sich feststellen, daß mit steigender Temperatur keine statistischen Unterschiede in der Organverteilung auftreten. Die Temperatur hat innerhalb eines Bereichs, der weit über den entsprechenden Bereich bei vielen anderen Präparaten, wie 99^mTc-Schwefelkolloiden, hinausgeht,einen sehr geringen Einfluß.

	Tabelle	VI	Dosis/Organ (2 Mäuse)	Milz	Kadaver _:
	Markierungs- wirksamkeit I	%	;r Lunge	3,1	4,3
Temperatur,	(% gebundenes 99¹TcJ	'Lebe	0,6	2,0	2,2
C°C) 5	98,8	92,0	0,2	1,8	1,2
25	99,0	95,6	0,4	2,4	2,0
40	99,5	96,6	0,6	2,7	2,8
65	99,5	95,0	0,7
100	96,6	93_T8
Beispiel 3

Es werden verschiedene Untersuchungen durchgeführt, um die Stabilität des rekonstituierten Lebermittels festzustellen.

Die Untersuchungen werden unter Verwendung von 2 bis 2,5 kg schweren männlichen weißen Kaninchen (New Zealand) durchgeführt, Den Kaninchen werden in eine marginale Ohrvene 0,3 ml des markierten Materials injiziert. I5 Minuten später werden Blutproben entnommen und die Tiere werden für Organuntersuchungen getötet.

Die Ergebnisse dieser Untersuchungen, die in Tabelle VII zu-

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sammengestellt sind, zeigen, daß die Markierung innerhalb von 3 Minuten vollständig zu sein scheint und mindestens 7 Stunden in dieser Höhe erhalten bleibt.

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Tabelle VII

CD OO Ca>

Zeit nach Mar—

"der Hekonsti-kierungs- der Be- . .

tuition Wirksamkeit stimmungBir Leber Lunge Milz

min.

99,8 99,0 98,9 99,4 97,8 99,2 98,9 98,8 98,8 98,8 98,8 99,0 99,8 97,4

4 ■5 5 8 5 1 2 1 2 1 3 5 2 2

85,0 86,5 85,0

77_;5

89,2 84,2 82,6 85,6

0,8 0,9

1,8

87,8 1,0

1,0

4,9

85,9 1,6 1,7 84,7 0,6 2,1

5,4 1,6 1,2 2,5 2,3 2Λ

65,3 20,2 1,2

G.I. Blut Kadaver Nieren

0,2
0,2
0,6
0,5
0,3
0,5
0,4
0,2

0,7 0,5 2,7 0,7 0,4 4,8 0,2 0,3 0,5 0,7 0,1 1,5

11,3

9,5

7,8

9,5

11,5

9,5 8,5 6,1

10,5 8,9 6,9

10,5

0,3 0,1 0,6

0,4 0,4 0,6 0,4 0,4 0,7 0,4 1,1

Anzahl der Kaninchen

4*

3*

_*. Nieren; .Mittelwert von nur 2 Kaninchen

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Beispiel 4 * W·

a. Tc-99ni-VerteilunK im Mäusegewebe

Zu dieser Untersuchung werden drei verschiedene Präparate eines Tc-99m SnClo-Kolloids verwendet. 24 Mäusen werden jeweils 0,1 ml des Präparats verabfolgt. 15 Minuten, 2 Stunden, 4 Stunden, 6 Stunden, 12 Stunden und 24 Stunden nach der Injektion werden jeweils 4 Mäuse getötet. Die Organe werden entfernt und ausgezählt. Die Ergebnisse sind als prozentuale Werte der injizierten Dosis gegen einen Standard angegeben.

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Tabelle VIII

"""^c-Verteilung (Prozent der injizierten Dosis) in Mäusegeweben nach intravenöser Injektion von ""¹⁰Tc-Sn-KoIIoJd

Zeit nach der	Leber	Lunge	,2
Injektion			,2
15 min	92,6*1,8	0,5*0	,1
2 Std.	94,0*2,7	0,4*0	,6
4 Std.	93,2*2,6	0,3*0	,2
6 Std.	92,8*2,4	0,5*0	.2
12 Std.	87,9*6,0	0,2*0
24 Std.	80.4*5.7	1.0*0

Herz

Milz

Nieren

G.I.

1,6*0,3 0,2*0,1

0,3*0,1
0,4*0,2
0,4*0,2

Kadaver

2,0*0,4 0,1*0,1 0,4*0,2 2,5*1,4

2,4*1,1 0,1*0,1 0,3*0,1 2,8*0,9

3,3*4,2

2,1*0,8 0,1*0,1

3,0*0,9 2,9*0,9 1,7*0,6

*0,6 2,8*0,7 1,6*1,4 1,8*0,3 3,1*0,6

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b. Untersuchung der akuten intravenösen Toxizität bei Mäusen

Für diese Untersuchung wird eine Lösung mit einem Gehalt an 50^ug SnCl₂, 0,2 ml Äthanol und 2 ml Tc-99m-Pertechnat verwendet. Für eine Maus von 20 g Körpergewicht wurde eine Dosis, die 0,5 ml bei einem Menschen von 70 kg Körpergewicht entspricht, auf 0,000142 ml geschätzt. Das Präparat wurde verdünnt, um das in Tabelle IX angegebene Mehrfache für den Menschen zu erreichen. Nach einer 7-tägigen Beobachtungsdauer wurde keine nachteilige Wirkung beobachtet. Es gingen auch keine Tiere ein.

Tabelle IX Akute intravenöse Toxizität bei Mäusen

Mehrfaches Dosis Mortalitäts-Gruppe (Mensch) (ml/kg)* _verhältnis Beobachtungen

1 2	50 100	0j36 0,71	0/10 0/10	keine toxischen Wirkungen be-' obachtet tt
3	200	1,43	0/10	fl
4	500	3,57	0/10	• 1
5	1250	8,93	0/10	Il
6	2500	17,89	0/10

* Ausgedrückt als Volumen/Gewichtsäquivalent des ursprünglichen unverdünnten Präparats.

Beispiel 5

Untersuchungen mit Diäthyläther und Isobutanol ergeben, daß diese Lösungsmittel ebenso wie Äthanol brauchbar sind. Bei den Untersuchungen wurden die Markierungswirksamkeit und die Organverteilung bei Mäusen festgestellt.

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Tabelle X Verwendung von verschiedenen Lösungsmitteln

Lösungsmittel Markierungswirksamkeit

Diäthyläther

Isobutanol

99,8% 99,7%

99,6% 99,8% Qrganverteilung bei Mäusen
(Mittelwert von jeweils 2 Mäusen) Lunge Leber Milz G.I. Kadaver

0,6% 93,9% 2,3% 0,5% 2,6% 0,3% 95,2% 2,4% 0,6% 1,5%

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Claims

Patentansprüche

rU Radioaktiv markiertes Scanningmittel, gekennzeichnet durch einen Gehalt einer stabilisierten organischen Lösung eines reduzierenden Salzpräparats.
2. Scanningmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Salzpräparat ein reduzierendes Salz eines Metallions enthält.
3. Scanningmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als reduzierendes Salz SnCl₂, TiCl*, CrCIp, FeCl₂ oder dergl. enthält.
4. Scanningmittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als reduzierendes Salz SnCIp enthält.
5. Scanningmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein mit 99m-Technetium markiertes Kolloid eines reduzierenden Metallsalzes und ein wasserfreies, nicht oxidierendes Lösungsmittel enthält und zur Abbildung von retukuloendothelialen Organen einschließlich der Leber und der Milz verwendet wird.
6. Scanningmittel nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß es als nicht oxidierendes Lösungsmittel Äthanol, Äther, cyclische Alkohole und andere inerte aliphatische Alkohole enthält.
7. Scanningmittel nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß es als nicht oxidierendes Lösungsmittel Äthanol enthält.
8. Scanningmittel zur Abbildung von retikuloendothelialen Organen einschließlich der Leber und der Milz, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 2 bis 200^g SnCl₂, 0,1 bis 2,5 ml Äthanol und 1 bis 8 ml 99^m-Technetium und einem pH-Wert von 4,5 + 3.

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ORIGINAL INSPECTED