РАДИОНУКЛИДНЫЙ ГЕНЕРАТОР КОЛОНОЧНОГО ТИПА

Полезная модель относится к конструкциям радионуклидных генераторов, применяемых для получения радионуклидов для медицины и техники, и является генератором колоночного типа (например, генератором 98 радионуклидов рения-188, технеция-99 м, галлия-68, индия-113 м), в котором генераторная колонка, содержащая сорбент с нанесенным на него материнским радионуклидом, закрыта с одной или обеих сторон перфорируемой пробкой.
6
6
7
В настоящее время известно несколько различных коммерчески доступных генераторов радиоактивных нуклидов колоночного типа, в частности: генераторы рения-188, технеция-99 м, галлия-68, индия-113 м (Патент РФ №2090949, МПК G21G4/08. Генератор для получения стерильных радиоизотопов. Опубликован 20.09.1997. Патент РФ №2090950, МПК G21G 4/08. Генератор для получения стерильных радионуклидов. Опубликован 20.09.1997. Патент РФ №2153357, МПК А61К 51/00. Генератор для получения стерильного радиопрепарата технеция-99 м и способ его приготовления. Опубликован 27.07.2000. Патент США №7060998, НКИ 250/506.1. Держатель составных частей и радиоизотопный генератор, включающий одну или более составных частей. Опубликован 13.06.2006. Патент США №3564256, НКИ 250/106. Радиоизотопный генератор материнско-дочернего типа, имеющий быстро сменяемые части. Опубликован 16.02.1971. Патент США №7091494, НКИ 250/432 PD. Радиоизотопный генератор. Опубликован 15.08.2006. Патент США №4296785, НКИ 141/105. Система для получения и сбора в контейнер радиоизотопов. Опубликован 27.10.1981). В известных технических решениях одним из основных элементов конструкции является колонка, содержащая сорбент с нанесенным на него материнским радионуклидом.
Колонка с сорбентом закупорена с одной или с обеих сторон перфорируемыми пробками, которые зафиксированы металлическими колпачками с удаленной центральной частью. Для получения раствора дочернего радионуклида перфорируемую пробку или пробки прокалывают полой иглой или тонкой трубкой, соединенной соответственно с емкостью элюента, а в случае генератора с двумя перфорируемыми пробками - и с емкостью элюата, и осуществляют элюирование дочернего радионуклида из колонки путем пропускания соответствующих растворов по линиям элюента и элюата.
Известен генератор радионуклидов колоночного типа с перфорируемыми пробками, в котором в качестве линий ввода элюента и вывода элюата используются тонкие металлические трубки, например, из нержавеющей стали (Патент США №3655981, НКИ 250/106Т. Закрытая система генерации и контейнеризации радиоизотопов для элюирования дочернего радиоизотопа от материнского радиоизотопа. Опубликован 11.04.1972). Основным недостатком этого технического решения является следующее: металлические трубки, используемые в конструкции генератора для элюирования дочернего радионуклида, должны быть определенным образом изогнуты и иметь определенные геометрические размеры. Такие трубки не выпускаются промышленностью и их необходимо специально изготавливать для каждого генератора. В другом известном техническом решении в качестве линии ввода элюента в колонку генератора технеция-99 м используют инъекционную иглу, которая, как известно, изготавливается из нержавеющей стали. (Патент США №4206358, НКИ 250/432PD. Генераторы технеция-99 м. Опубликован 03.06.1980). Использование в качестве линий ввода элюента и вывода элюата трубок или игл из нержавеющей стали в таких генераторных системах, как Sn-113/In-113m, Ge-68/Ga-68, где в качестве элюента может использоваться раствор хлористоводородной кислоты, приводит к загрязнению элюата железом, что, в свою очередь, может вызвать проблемы при последующем синтезе меченых соединений.
Известен радионуклидный генератор, в котором линии для ввода элюента и вывода элюата из колонки изготовлены из тонких платиновых трубок (Патент США №4333911, НКИ 423/2. Способ приготовления раствора галлия-68 из германия-68. Опубликован 08.06.1982). Использование платиновых трубок позволяет избежать дополнительного загрязнения элюата железом, однако такие трубки необходимо изготавливать специально, и их применение в радионуклидных генераторов весьма повышает стоимость последних.
Наиболее близким техническим решением является радионуклидный генератор, в котором линии ввода элюента и вывода элюата представляют собой иглы, изготовленные из тонкой титановой трубки с внешним диаметром 1,2 мм и соединенные гибкой трубкой из поливинилхлорида (Разбаш А.А. и др. Продукты на основе германия-68. Труды 5-ой международной конференции по изотопам. Брюссель, Бельгия, 25-29 апреля 2005, с.147-151). В известном техническом решении генератор галлия-68 представляет собой стеклянную колонку, содержащую сорбент с материнским радионуклидом германий-68 и закупоренную с обеих сторон резиновыми пробками. Колонка помещена в свинцовый защитный контейнер. Недостатком такой конструкции радионуклидного генератора, является необходимость специального изготовления линий ввода элюента и вывода элюата из-за отсутствия в России промышленно изготавливаемых титановых трубок (иголок) необходимого диаметра. Производство таких игл по специальному заказу, особенно небольшой партии, для применения в качестве линий ввода элюента и вывода элюата радионуклидных генераторов дорого и сложно технически.
Перед авторами стояла задача устранить указанные недостатки и разработать конструкцию радионуклидного генератора, отличающуюся простотой сборки генератора за счет исключения операции специального изготовления линий ввода элюента и вывода элюата и предварительного размещения в конструкции генератора изогнутых металлических трубок,
используемых в качестве таких линий. Кроме того, замена металлических трубок на линии ввода элюента и вывода элюата из полимерного материала позволяет существенно уменьшить загрязнение элюата примесями железа, а в случае замены платиновых и титановых трубок - существенно снизить себестоимость генераторов.
Для решения поставленной задачи предлагается радионуклидный генератор колоночного типа, представляющий собой колонку с сорбентом с нанесенным на сорбент материнским радионуклидом, снабженную системой ввода элюента и системой вывода элюата, причем система ввода элюента введена в колонку через перфорируемую пробку, отличающийся тем, что, в качестве системы ввода элюента использован внутривенный периферический катетер. В предпочтительном варианте выполнения предлагаемого технического решения, колонка генератора снабжена второй перфорируемой пробкой, через которую из колонки генератора выведена система вывода элюата, при этом в качестве системы вывода элюата использован внутривенный периферический катетер, который может быть снабжен дополнительным инъекционным портом. Для защиты от ионизирующего излучения генератор помещают в защитный контейнер.
Внутривенные периферические катетеры (например, фирм B.Braun Melsungen, Cathy и др.) широко применяются в медицине и производятся промышленностью в больших количествах. Такие катетеры изготавливают из химически стойкого полимерного материала, например, из фторэтиленпропилена, они имеют различные геометрические размеры (диаметр и длину) и могут быть снабжены инъекционным портом. Еще одним несомненным достоинством внутривенных периферических катетеров является то, что они имеют луер-лок окончания. Такой тип соединения различных конструкционных элементов является унифицированным и в настоящее время широко используется в медицине. Благодаря доступности различных конструкционных элементов с луер-лок окончаниями (удлинительные и соединительные трубки из полимерных материалов,
краны, фильтры, шприцы, адаптеры, коннекторы и т.п.), генератор, снабженный внутривенными периферическими катетерами для ввода элюента и вывода элюата, легко адаптировать к различным вспомогательным и дополнительным системам: перистальтическому насосу, автоматизированному шприцевому насосу, системам предварительного концентрирования и очистки элюата, системам синтеза меченых соединений.
Техническим результатом заявляемой полезной модели, является упрощение изготовления генератора и универсальность его конструкции за счет использования в качестве систем ввода элюента и вывода элюата широко выпускаемых промышленностью изделий, устранение контакта растворов с металлическими компонентами и, тем самым, уменьшение металлических примесей в элюате за счет того, что катетеры выполнены из химически стойкого полимерного материала, возможность адаптирования генератора к различным системам, благодаря наличию у катетеров стандартных луер-лок окончаний. Конструкция и материал катетера позволяют прокалывать перфорируемую пробку и изгибать катетер для фиксации его в необходимом функциональном положении.
На фиг.1 представлен продольный разрез генератора галлия-68 с внутривенными периферическими катетерами без фиксирующих крылышек и без дополнительного инъекционного порта.
На фиг.2 представлены медицинские внутривенные периферические катетеры с фиксирующими крылышками и дополнительным инъекционным портом (а), только с фиксирующими крылышками (б); без фиксирующих крылышек и без дополнительного инъекционного порта (в).
На фиг.3 показано прокалывание перфорируемой пробки медицинским внутривенным периферическим катетером.
На фиг.4 показана фиксация медицинского внутривенного периферического катетера в необходимом функциональном положении.
На фиг.5 представлен радионуклидный генератор галлия-68 в рабочем состоянии.
Внутривенный периферический катетер состоит из стальной иглы 10, трубки 12 катетера 3, 9 и канюли 11, которая может быть снабжена фиксирующими крылышками, или фиксирующими крылышками и дополнительным инъекционным портом (фиг.2). Оптимальная форма трубки 12 катетера 3, 9 и ее плотное прилегание к игле 10 предотвращают деформацию трубки 12 катетера 3, 9 при прокалывании перфорируемой пробки 4 и введении катетера 3, 9 в колонку генератора 5 (фиг.3). После введения катетера 3, 9 в колонку генератора 5 из катетера 3, 9 удаляют металлическую (стальную) иглу 10. При необходимости изгибания трубки 12 катетера 3, 9 в катетер 3, 9 вставляют специальный стилет (мандрин) 13 соответствующего размера, катетер 3, 9 фиксируют в нужном функциональном положении и удаляют стилет 13 (фиг.4). Канюля 11 катетера 3, 9 имеет окончание типа луер-лок. В нерабочем состоянии катетер 3, 9 может быть закрыт специальной заглушкой, или к нему может быть присоединена стандартная удлинительная линия с луер-лок окончаниями, свободный конец которой, в свою очередь, может быть закрыт специальной заглушкой.
Внутривенные периферические катетеры применяются в медицине для подачи крови или различных физиологических растворов и предназначены, как правило, для однократного использования или для использования в течение сравнительно короткого промежутка времени. Для подтверждения возможности использования в конструкции радионукдиного генератора колоночного типа внутривенных периферических катетеров авторам предлагаемого технического решения необходимо было проверить на практике возможность длительного использования катетеров в химически активных растворах, в частности, в растворах соляной кислоты, а также убедиться в возможности работы катетера в условиях воздействия ионизирующего излучения. Кроме того, при использовании внутривенного периферического катетера по прямому назначению, катетером прокалывают тонкие стенки кровеносного сосуда. При этом усилие, с которым стенки
сосуда сжимают трубку катетера невелико. В предлагаемых радионуклидных генераторах колоночного типа катетером прокалывают перфорируемую пробку, например, резиновую. В этом случае давление на трубку катетера значительно выше и, следовательно, не является очевидным, что трубка катетера выдержит такое воздействие. Возможность использования внутривенных периферических катетеров в конструкции радионуклидного генератора колоночного типа в качестве системы ввода элюента и системы вывода элюата подтверждена авторами заявляемого технического решения опытным путем.
Для этого генератор, продольный разрез которого представлен на фиг.1, заряжали радионуклидом германий-68 активностью 30 мКи. Это наиболее востребованная номинальная активность генератора. Элюирование галлия-68 осуществляли раствором 0,1 М хлористоводородной кислоты. Из всех коммерчески доступных в настоящее время генераторов именно генератор галлия-68 имеет наибольший срок использования от 1 до 1,5 лет, благодаря сравнительно большому периоду полураспада материнского радионуклида германий-68, который составляет 270,8 суток. Генератор испытывали в течение 15 месяцев, периодически проводя элюирование дочернего радионуклида галлия-68. В элюатах определяли активность дочернего радионуклида для расчета выхода (отношение активности галлия-68 в элюате к активности германия-68 в колонке генератора), и активность материнского радионуклида германий-68 для расчета проскока (отношение активности германия-68 в элюате к активности германия-68 в генераторной колонке). Выход дочернего радионуклида и проскок материнского радионуклида, как правило, выражаемые в процентах - два наиболее важных параметра генератора.
За время испытаний генератора было сделано 234 элюирования (общий объем элюата составил приблизительно 1170 мл). Выход галлия-68 скорректированный на распад материнского радионуклида, постепенно снизился с 86% до 52%. Проскок материнского радионуклида в течение
-3
8 всего срока испытаний не превысил ~1-10%. После окончания испытаний повреждения катетеров не обнаружено. Таким образом, опытным путем была подтверждена возможность эффективного применения внутривенных периферических катетеров в конструкции радионуклидного генератора в качестве систем ввода элюента и вывода элюата.