УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗБАВЛЕНИЯ И ФАСОВКИ РАДИОФАРМПРЕПАРАТОВ ВО ФЛАКОНЫ

Полезная модель (ПМ) относится к медицинской технике, а именно к средствам разбавления и фасовки во флаконы радиофармпрепаратов (РФП), используемых для проведения диагностики широкого спектра заболеваний методом позитронно-эмиссионной томографии.
Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) - одно из наиболее бурно развивающихся направлений современной ядерной медицины, позволяет выявлять злокачественные новообразования, очаги воспаления и другие патологические процессы, визуализировать метаболизм миокарда.
Использование ПЭТ требует применения радиофармпрепаратов (РФП), меченных ультракороткоживущими позитрон-излучающими радионуклидами, которые нарабатывают с использованием циклотронов. Периоды полураспада таких радионуклидов составляют минуты или десятки минут. Наиболее широко используемым радионуклидом для ПЭТ-томографии является фтор-18 (более 90% обследований пациентов проводят с РФП, меченными фтором-18).
18
18
18
18
18
2
Радионуклид фтор-18 производится по ядерной реакции O(p,n)F при облучении протонами с энергией 12-18 МэВ кислорода, обогащенного изотопом O, в химической форме H O. Используется вода с обогащением 97% по изотопу O. Радионуклид обладает периодом полураспада, равным 109 минутам.
Как правило, РФП, используемые в ПЭТ, производятся в непосредственной близости от места введения пациентам из-за малого периода полураспада используемых позитронно-излучающих радионуклидов. За один акт производства возможно получение препарата с активностью, достаточной для обследования одного или нескольких пациентов. РФП, меченные фтором-18, из-за сравнительно нескольких пациентов. РФП, меченные фтором-18, из-за сравнительно большого радиохимического выхода, больших получаемых активностей фтора-18 и значительного периода полураспада (по сравнению в другими радионуклидами, используемыми в ПЭТ), могут быть использованы для обследования нескольких десятков пациентов и могут быть, расфасованы на несколько порций с помощью специальных устройств-диспенсеров.
18
Среди циклотронов, используемых для производства РФП, наиболее распространенными являются модели General Electric PetTrace, Siemens Eclipse, IBA Cyclone и НИИЭФА CC-18/9, обладающие схожими параметрами пучка протонов (50-100 мкА, 9-18 МэВ) и производительностью 4-10 Ки фтора-18 за 2 часа облучения. Циклотрон CC-18/9 производства НИИЭФА им. Ефремова, которым оборудован Российский Научный Центр Радиологии и Хирургических Технологий (РНЦРХТ) и другие учреждения России, имеет энергию пучка протонов 18 МэВ и ток пучка протонов 100 мкА. Мишенное устройство данного циклотрона способно произвести до 5 Ки фтора-18 за 2 часа облучения, что при среднем радиохимическом выходе 50-60% позволяет получить до 2,5 Ки РФП 2-[F]-2-фтop-2-дeзoкcи-D-глюкoзы (ФДГ). Данная ПМ может быть использована для фасовки препарата, полученного с использованием любого из циклотронов и любого модуля синтеза РФП.
Технология производства ФДГ такова, что получаемый объем препарата является постоянным, не зависит от начальной активности радионуклида фтор-18 или конечной активности самого препарата и составляет 15-20 мл (в зависимости от модуля, на котором произведен синтез), при этом максимальная объемная активность препарата составляет примерно 4000 МБк/мл. Вводимая пациенту доза должна иметь активность 200-500 МБк, объем 0,5-10 мл и объемную активность 20-1000 МБк/мл (в зависимости от режима исследования). Таким образом, получаемый в модуле синтеза препарат требует дополнительного контролируемого разбавления в зависимости от полученной активности препарата и режимов обследования пациентов. Степень разбавления препарата определяется с учетом времени использования РФП и рассчитывается таким образом, чтобы препарат, необратимо распадающийся с течением времени, имел необходимую объемную активность на протяжении всего срока годности (6 часов).
Еще одним важным требованием к получаемому продукту является его контролируемое разделение на несколько флаконов для снижения радиационной нагрузки на персонал, работающий с РФП.
Данным требованиям удовлетворяет аппарат (диспенсер) Scintomics InViala (проспект Scintomics, диспенсер InViala, http://www.scintomics.com/en/dispensing/inviala/index.html), наиболее близкий к настоящей ПМ и взятый нами в качестве прототипа. Этот диспенсер включает: входной капилляр, шприцевой насос, приемный сосуд с крышкой для разбавления РФП и систему капилляров для распределения РФП по флаконам, содержащую клапаны, а также систему автоматического дистанционного управления клапанами и шприцевым насосом.
Для лучшего понимания приводим представленную в прототипе схему диспенсера на фиг.1, где 1 - входной капилляр 2 - шприцевой насос, 3 - приемный сосуд с крышкой для разбавления РФП, 4 - система капилляров, 5 - клапаны, 6 - флаконы для препарата.
В соответствии с описанием прототипа, препарат из модуля синтеза РФП поступает в приемный сосуд (3) по входному капилляру (1), необходимое количество препарата отбирается в шприц с помощью шприцевого насоса (2), затем через систему капилляров (4) с трехходовыми клапанами (5) подается во флаконы (6). При этом отбор необходимого количества препарата происходит волюметрически, расчет объемной активности и объема препарата для каждого флакона производится на основании показаний датчика активности модуля синтеза. Устройство управляется с помощью программы, выполняемой персональным компьютером, контролирующей исполнительные элементы устройства (шприцевой насос и клапана).
Однако, этот диспенсер имеет целый ряд недостатков, а именно:
1. из-за отсутствия продувки системы капилляров, часть препарата остается в «мертвом» объеме капилляров и клапанов. «Мертвый» объем образуется из-за того, что шток шприцевого насоса доходит до своей нижней точки, а в капиллярах при этом еще остается жидкость (РФП);
2. отсутствие разбавления препарата в общем флаконе;
3. использование одноразовых кассет для переключения потоков между флаконами приводит к увеличению расходов на синтез РФП;
4. диспенсер связан напрямую с установкой синтеза с помощью капилляра, что не позволяет выпускать РФП в обход диспенсера для экономии времени в случае недостаточной активности РФП.
Вышеперечисленные недостатки приводят к тому, что в данном диспенсере велики потери разделяемого препарата, нет возможности разбавления препарата, а также велики затраты расходных материалов при использовании прибора.
Технический результат настоящей ПМ состоит в устранении потерь препарата, в возможности контролируемого разбавления препарата и снижения затрат расходных материалов при использовании диспенсера за счет дополнительного капилляра с запирающим клапаном, флакона с разбавителем и многоразовых радиохимических клапанов burkert тип 127.
Этот результат достигается тем, что в известном диспенсере, содержащем входной капилляр, шприцевой насос, приемный сосуд с крышкой для разбавления РФП и систему капилляров для распределения РФП по флаконам, содержащую клапаны, согласно ПМ, устройство дополнительно содержит сосуд для разбавителя РФП, система для распределения РФП по флаконам - дополнительный капилляр с запирающим клапаном для подведения инертного газа, в качестве клапанов использованы радиохимические burkert тип 127, крышка приемного сосуда имеет 4 отверстия для ввода капилляров, 3 из которых имеют трехходовые клапаны.
Наличие флакона с разбавителем позволяет дополнительно контролируемо разбавить препарат в приемном флаконе, что позволяет уменьшить объемную активность препарата, получаемого из модуля синтеза, и довести ее до пригодной для использования.
Наличие капилляра с запирающим клапаном позволяет продувать систему капилляров инертным газом и за счет этого минимизировать потери препарата в «мертвых» объемах линии.
Использование стандартных радиохимических клапанов позволяет унифицировать диспенсер с модулями синтеза РФП, также использующими данные клапана, что снижает затраты на обслуживание диспенсера.
Наличие трехходовых клапанов на капиллярах, входящих в приемный сосуд, позволяет выпускать препарат, при недостаточной его объемной активности, напрямую во флаконы минуя диспенсер, что снижает потери препарата.
Для лучшего понимания ПМ приводим схему устройства на фиг.2, где 1 - входные капилляры с трехходовыми клапанами, 2 - приемный сосуд с крышкой, 3 - шприцевой насос, 4 - капилляр с запирающим клапаном, 5 - сосуд с разбавителем, 6 - система капилляров для распределения РФП с трехходовыми клапанами, 7 - флаконы для препарата.
Работа диспенсера осуществляется следующим образом: препарат поступает из модуля синтеза РФП через входные капилляры (1) с трехходовыми клапанами в приемный сосуд (2). Из полученной в модуле синтеза объемной активности препарата рассчитывается объем разбавителя, необходимого для получения конечной объемной активности препарата. Разбавитель с помощью шприцевого насоса (3) набирается из флакона с разбавителем (5) и подается в приемный сосуд (2), в котором барботируется инертным газом, подающимся по капилляру с запирающим клапаном (4), для равномерного перемешивания. После этого препарат набирается с помощью шприцевого насоса (3) и по системе капилляров (6) подается во флаконы (7). Капилляры, подходящие к каждому флакону продуваются инертным газом. Устройство управляется с помощью программы, выполняемой персональным компьютером, контролирующей исполнительные элементы устройства (шприцевой насос и клапана) и имеющей алгоритм для очистки и стерилизации устройства после использования.
Предлагаемая ПМ по сравнению с известными аналогами обладает рядом преимуществ:
1. устранение потерь препарата в «мертвых» объемах линии распределения препарата за счет продувки ее инертным газом, в то время в как в прототипе имеются потери препарата из-за наличия мертвых объемов;
2. возможность контролируемого разбавления препарата, в то время как в прототипе данная возможность отсутствует;
3. снижение затрат расходных материалов при использовании диспенсера за счет стандартных многоразовых клапанов, в то время как для работы прототипа требуется значительное количество одноразовых расходных материалов;
4. обеспечение очистки диспенсера после использования для возможности неоднократного применения.
Предлагаемое устройство разработано в отделении циклотронных радиофармпрепаратов ФГБУ РНЦРХТ и прошел клиническую апробацию при 30 синтезах РФП, с положительным результатом.