Способ автоматизированного синтеза радиофармпрепаратов на основе полимерных микрочастиц с использованием устройства для его осуществления Российский патент 2023 года по МПК A61K51/00 A61K51/02 A61J3/00 

Настоящее изобретение относится к способу получения радиофармпрепаратов (РФЛП) пролонгированного действия, на основе инкапсулированных радионуклидов с использованием устройства для его осуществления, позволяющий обеспечить удержание радиоизотопов и продуктов их распада, и может быть применено в радионуклидной терапии и визуализации онкологических заболеваний.

Микрочастицы органического, неорганического состава и комплексного состава на сегодняшний день являются одним из самых перспективных типов носителей для доставки радионуклидов. Существует ряд разработок по использованию микросфер для направленной доставки радионуклидов. Под ними подразумеваются сферические структуры от 20 до 100 микрон, в полость которых помещается радионуклид. на данный момент зарегистрировано всего два препарата, допущенных к клиническому применению: TheraSphere и SIR-Sphere [Allison C. Yttrium-90 microspheres (TheraSphere and SIR-Spheres) for the treatment of unresectable hepatocellular carcinoma. Issues in Emerging Health Technologies, 2007, 102, 1-6].

Одними из наиболее перспективных медицинских радионуклидов являются изотопы, получаемые из радионуклидных генераторов - радиохимических устройств для разделения распадающегося родительского и накапливающегося дочернего радионуклида. К таким дочерним радиоизотопам относятся радионуклиды, характеризующиеся преимущественно альфа (²¹³Bi, ²²³Ra, ²²⁴Ra) или бета (⁹⁰Y, ¹⁸⁸Re. ¹⁶⁶Ho, ⁴⁴Sc, ⁶⁸Ga) распадом, а также изотопы, претерпевающие гамма-распад (^99mTc).

Наиболее предпочтительными радионуклидами являются β-излучатели, излучение которых после инъекции лишь ограниченно проникает в окружающие ткани. Оптимальными физико-химическими свойствами, к примеру, обладает ¹⁸⁸Re. Средняя длина пробега частиц в ткани составляет 3,1 мм, максимальное проникновение - 10,4 мм. Это позволяет проводить радиосиновэктомию суставов средних и крупных размеров, а также использовать данный радионуклид для радиоэмболизации. Кроме того, наличие оптимального гамма-спектра (155 кэВ) дает возможность использовать ¹⁸⁸Re для получения сцинтиграфической изображений с целью оценки распределения радиофармпрепарата без дополнительного введения диагностических радиофармацевтических лекарственных средств. Короткий период полураспада рения-188 (17 часов) позволяет избежать различных миелотоксических осложнений [Lepareur N. et al. Rhenium-188 Labeled Radiopharmaceuticals: Current Clinical Applications in Oncology and Promising Perspectives // Frontiers in Medicine. 2019. Vol. 6;. К. Лиепе и соавт. радионуклидная терапия препаратами ¹⁸⁸Re в онкологии // Онкологический журнал. 2018. Том 1. No 4. С. 34-42]. Кроме того, ¹⁸⁸Re можно получить с помощью генератора ¹⁸⁸W/¹⁸⁸Re непосредственно в медицинском учреждении^. Все вышеперечисленные достоинства высокоэнергетического радионуклида рения-188 делают его перспективным кандидатом для создания полимерных микрочастиц.

⁹⁰Y обладает сопоставимой с ¹⁸⁸Re величиной пробега в тканях (максимальное значение - 11.3 мм). Период полураспада радионуклида составляет 64.2 часа. Эти показатели являются оптимальными для использования данного изотопа в виде радиофармпрепаратов на основе микросфер с целью проведения радиосиновэктомии средних и крупных суставов, а также радиоэмболизации новообразований печени [C L. Wright, Theranostic Imaging of Yttrium-90 // Biomed Res Int. 2015; 2015: 481279.; W.U. Kampen et al. The EANM guideline for radiosynoviorthesis // European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging (2021) 49:681-708. Радионуклид ⁹⁰Y получают из ⁹⁰Sr/⁹⁰Y генератора.

Радионуклид ¹⁶⁶Ho также используется для радиоэмболизации и радиосиновэктомии. К преимуществам данного изотопа можно отнести возможность оценки распределения препаратов на основе его лекарственных форм в виде микрокапсул с помощью магнитно-резонансной томографии (гольмий обладает свойствами парамагнетика), а также сцинтиграфии (благодаря испускаемой энергии гамма-квантов 81 кэВ). Максимальный пробег электронов в среде 8.7 мм обеспечивает минимизацию повреждений интактных тканей [Klaassen N.J.M. The various therapeutic applications of the medical isotope holmium-166: a narrative review. // EJNMMI Radiopharm Chem. 2019. 4(1):19].

Преимуществом альфа-эмиттеров по сравнению с радионуклидами, излучающими бета-частицы, являются: значительно больший вес относительно β-частицам, и, в связи с этим, больший потенциал для деструкции опухолевых клеток и меньший пробег в тканях; высокая относительная биологическая эффективность (в 3-7 раз выше по сравнению с β-частицами) вследствие высокой линейной передачи энергии; низкий коэффициент усиления кислорода (свойство молекулярного кислорода, присутствующего в клетках и тканях, усиливать биологическое действие ионизирующих излучений); независимость от клеточного цикла; высокая эффективность при небольших очагах поражения. Высокая относительная биологическая эффективность альфа-излучателей, таких как ²²³Ra, ²²⁴Ra, ²¹³Bi позволяет использовать дозу препаратов, меченных этими изотопами, в десятки и сотни раз меньшую по сравнению с бета-эмиттерами. Одной из нерешенных проблем применения альфа-эмиттеров в клинической практике является образование при радиоактивном распаде так называемых ядер отдачи, которые негативно влияют на стабильность радиофармпрепарата и увеличивают их радиотоксичность. Одним из способов снижения данного эффекта является инкапсуляция альфа-эмиттеров [R.M. de Kruijff, et al. A Critical Review of Alpha Radionuclide Therapy-How to Deal with Recoiling Daughters? // Pharmaceuticals 2015, 8, 321-336].

Одним из наиболее перспективных альфа-эмиттеров является радионуклид ²¹³Bi (T1/2 = 45,6 мин, Eα = 8,4 МэВ, γ = 440 кэВ, пробег α-частиц = 40-80 мкм). Это изотоп получают из ²²⁵Ac/²¹³Bi генератора. В тканях человека α-частица, испускаемая дочерним радионуклидом ²¹³Po (Eα = 8,375 МэВ), имеет длину пути 85 мкм. Именно этот радионуклид производит >98% энергии α-частиц, выделяемой при распаде ²¹³Bi, и может рассматриваться в качестве основной причины цитотоксического воздействия ²¹³Bi [S. Ahenkorah Bismuth-213 for Targeted Radionuclide Therapy: From Atom to Bedside // Pharmaceutics. 2021 May; 13(5): 599].

Изотопы Ra (²²³Ra, ²²⁴Ra) в настоящее время достаточно широко применяются в клинической практике. Эти радионуклиды при своем распаде испускаю большое число α-частиц и имеют оптимальный период полураспада (3,6 дня для ²²⁴Ra и 11,4 дней - для ²²³Ra). Вследствие того, что изотопы Ra не формируют устойчивых комплексов с известными хелаторами, получение стабильных соединений с полипептидными последовательностями (пептидами, антителами и их фрагментами, наноантителами и др.) в настоящее время не представляется возможным. Это заметно ограничивает применение радиоизотопов радия исключительно для остеотропной системной лучевой терапии кастрационно-резистентного рака предстательной железы. При этом накопление изотопа радия в очагах поражения костной ткани обусловлено физико-химическими свойствами данного химического элемента, обеспечивающими участием его в процессе костеообразования. [Kim van der Zande et al. Radium-223 Treatment of Patients with Metastatic Castration Resistant Prostate Cancer: Biomarkers for Stratification and Response Evaluation // Cancers (Basel) 2021 Aug 27; 13(17)]. Поиск альтернативных систем доставки ²²⁴Ra и ²²³Ra в зоны интереса представляют значительный интерес. В частности, в одном из исследований микрокапсулы карбоната кальция были предложены в качестве носителей для ²²⁴Ra с целью проведения местной (внутриполостной) терапии карциноматоза брюшины [Westrøm S. Ra-224 labeling of calcium carbonate microparticles for internal α-therapy: Preparation, stability, and biodistribution in mice // J Label Compd Radiopharm. 2018;61:472-486.].

Генераторные радионуклиды ⁶⁸Ga и ⁴⁴Sc являются позитронными эмиттерами и могут использоваться с целью создания широкого спектра радиофармацевтических лекарственных препаратов для позитронно-эмиссионной томографии [Hernandez R. ⁴⁴Sc: An Attractive Isotope for Peptide-Based PET Imaging // Mol Pharm. 2014 Aug 4; 11(8): 2954-2961.; Tanzey S.S. Gallium-68: methodology and novel radiotracers for positron emission tomography (2012-2017) // Pharm Pat Anal 2018 Sep; 7(5):193-227].

^99mTc-радионуклид - эмиттер гамма-квантов генераторного происхождения с периодом полураспада 6,0 ч. Известно множество фармацевтических препаратов с этим изотопом для исследования разнообразных органов и систем. Оптимальная энергия гамма-квантов (140 кэВ) позволяет получать сцинтиграфические изображения и выполнять однофотонную эмиссионную компьютерную томографию. При этом описан радиофармпрепарат на основе нанокапсул из полилактита с ^99mTc-HMPAO для диагностики воспаления [Pereira M.A., Biodistribution study and identification of inflammatory sites using nanocapsules labeled with (99m)Tc-HMPAO // Nucl Med Commun. 2009 Sep; 30(9):749-55.doi: 10.1097/MNM.0b013e32832f2b59.]

Очень часто для улучшения фармакокинетических свойств отдельных лекарственных средств используются различные лекарственные формы, обладающие адресной доставкой [Colombo F. et al. Targeting CD34+ cells of the inflamed synovial endothelium by guided nanoparticles for the treatment of rheumatoid arthritis // Journal of Autoimmunity. 2019. Vol. 103. P. 102288]. Эта стратегия уменьшает нецелевые эффекты, которые важны для эффективности терапии воспалительных заболеваний [Nogueira E. et al. Folate-targeted nanoparticles for rheumatoid arthritis therapy // Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine. 2016. Vol. 12, №4. P. 1113-1126].

При этом, при подборе системы доставки, учитываются определенные требования, предъявляемые к радиофармацевтическим лекарственным препаратам. Так, для радиосиновэктомии размеры меченной частицы должны быть достаточно малы (2-10 мкм), чтобы быть фагоцитированной макрофагами, но не настолько малы (<2 мкм), чтобы способствовать быстрому биологическому выведению из сустава, приводящему за счет диффузии к выходу радионуклида из пораженного сустава в системный кровоток в течение первых 12 часов. Для радиоэмболизации оптимальный диаметр микросфер варьирует от 13 до 75 мкм [Turner JH et al. ¹⁶⁶Ho-microsphere liver radiotherapy: a preclinical SPECT dosimetry study in the pig. Nucl. Med. Comm.1994; 15:545-553.; Burton MA et al. Selective internal radiation therapy: distribution of radiation in the liver. Eur. J. Cancer Clin. Oncol. 1989; 25:1487-91], для внутриполостного введения - 3-21.мкм [S.G. Larsen First experience with 224Radium-labeled microparticles (Radspherin®) after CRS-HIPEC for peritoneal metastasis in colorectal cancer (a phase 1 study) // Front Med (Lausanne). 2023 Mar 1; 10:1070362].

Существует несколько примеров успешного использования подобных нано- и микрочастиц для инкапсуляции.

В патенте [Patent №2008219923 United States, Int. Cl. A6II 5L/08 (2006.01), Method and kit for the production of particles labeled with Rhenium-188, Gerd Wunderlich, Pub. Date: 11.09. 2008, Appl. No.: 10/597,092] описывается способ получения микрочастиц сывороточного человеческого альбумина с инкапсулированным изотопом рений-188 для использования в терапии злокачественных образований. Описанная система доставки имеет схожие характеристики с предлагаемым изобретением, включая сферическую морфологию частиц и методику радиомечения. Однако, способ включения изотопа в данной методике включает этап нагрева смеси до 70-80°C, что осложняет процесс автоматизации процесса. Также описанные микрочастицы имеют размеры в диапазоне 10-30 мкм, что не соответствует требованиям к системы доставки для РСЭ.

В патенте [Patent №1796737B1 European patent certification, Int Cl.: A61K 51/12 (2006.01), Microspheres capable of binding radioisotopes, optionally comprising metallic microparticles as well as methods of use thereof, Pub. Date: 19.07.2005, Appl. No: 05773819.7] описывается композиция на основе микросфер, содержащих гидрофильный полимер, и имеющих в составе бета-излучающий изотоп. Изобретение рассматривает в качестве потенциального изотопа включения рений-188. Микросферы в данной работе биосовместимые, могут быть модифицированы и содержать маркирующий агент для визуализации. Однако, при синтезе микросфер использовали процедуры процеживания и длительной многоповторной отмывки микрочастиц (в среднем 7 раз за цикл синтеза) от надосадочной жидкости, что приводит к неоправданно усложненной автоматизации процесса.

В патенте [Патент №2698111 Российская Федерация, МПК A61K 51/04 (2006.01), Зверев А.В.; заявитель и правообладатель "Федеральный центр по проектированию и развитию объектов ядерной медицины", №2017135839, заявл.: 04.07.2018, опубл. 22.08.2019, Бюл. №24] описывается радиофармацевтический препарат для терапии первичной гепатоцеллюлярной карциномы и метастатических образований в печень. Данное изобретение схоже с предлагаемым использованием метода восстановления рения-188 при радиомечении. Однако, согласно описанию, микросферы РФЛП содержит в своем составе высокую концентрацию полисорбата 80 (около 5% от общей массы реагентов) при рекомендованных FDA 0.2-1%, а также изготовление препарата предполагает нагревание флакона до 99°C, что является усложнением процесса и препятствует автоматизации синтеза и радиомечения.

В патенте [Патент №2698101 Российская Федерация, МПК A61K 51/04 (2006.01), Дороватовский С. А.; заявитель и правообладатель "Федеральный центр по проектированию и развитию объектов ядерной медицины", №2018119372, заявл.: 06.08.2018, опубл. 22.08.2019, Бюл. №24] описывается радиофармацевтическая композиция для терапии воспалительных заболеваний суставов на основе радионуклида рений-188 и микрочастиц альбумина крови человека и способ ее получения. Данное изобретение, как и предлагаемое, представляет собой микрочастицы, обладающие размерами в диапазоне 2-10 мкм, и является потенциальным лекарственным средством для терапии суставных заболеваний. Однако, в составе заявленной композиции присутствует полисорбат 80 в количестве 1-3% от массы компонент при рекомендованных FDA 0.2-1%. Также описанное изготовление препарата предполагает нагревание флакона до 99°C, что является усложнением процесса и препятствует автоматизации синтеза и радиомечения.

Из патента РФ №2485059 известен способ получения микросфер для радионуклидной терапии. Способ включает формирование микросфер, получение суспензии, промывание суспензии и последующее облучение тепловыми нейтронами в реакторе, включающий формирование микросфер в виде стеклянных частиц сплавлением оксидов кремния, иттрия и алюминия. Недостаток известного способа состоит в необходимости использования для мечения микросфер только короткоживущих изотопов с высоким значением сечения активации.

Патент РФ №2359702 «Способ получения меченных радионуклидом микросфер» включает эмульгирование альбумина в растительном масле тепловую обработку эмульсии и фильтрацию образовавшихся микросфер альбумина, смешивание стабильного изотопа палладия и радионуклида палладия-103 в виде хлористого палладия в 0,1 М растворе соляной кислоты с микросферами альбумина, обработку полученной смеси ультразвуком для получения гомогенной суспензии, выдержку полученной гомогенной суспензии при комнатной температуре в течение 18÷24 часов, выделение меченных радионуклидом микросферы из суспензии центрифугированием, последующее восстановление палладия гидросульфидом натрия. Недостаток предлагаемого авторами технического решения состоит в необходимости использования для мечения микросфер только изотопов благородных металлов.

Перспективными носителями для радионуклида являются микрочастицы на основе полимолочной кислоты (ПМК). Полилактидные носители являются одними из самых известных полимеров, обладающими хорошей способностью к биологическому разложению, биосовместимостью, возможностью варьирования размеров, нетоксичностью. Носители на основе ПМК успешно используются для доставки широкого спектра лекарственных средств, включая цитостатики, противовоспалительные средства, пептиды, гормоны [Lassalle V., Ferreira M.L. PLA Nano- and Microparticles for Drug Delivery: An Overview of the Methods of Preparation // Macromolecular Bioscience. 2007. Vol. 7, №6. P. 767-783].

Исследование [Häfeli U.O et al. Stability of biodegradable radioactive rhenium (Re-186 and Re-188) microspheres after neutron-activation // Applied Radiation and Isotopes. 2001. Vol 54, Issue 6. P. 869-879] представляет использование микрочастиц ПМК в качестве основы для РФЛП, включающими изотопы рения. Данные микрочастицы обладают необходимыми характеристиками, включая их размер (3-8 мкм) и биосовместимость. Однако, для получения препарата с терапевтически-подходящей активностью, микрочастицы подвергают нейтронному облучению при высоких температурах, что ограничивает использование препарата наличием реактора для облучения, а также увеличивает трудоемкость и стоимость производства.

В работе [La Vega J.C.D. et al. Radioembolization of Hepatocellular Carcinoma with Built-In Dosimetry: First in vivo Results with Uniformly-Sized, Biodegradable Microspheres Labeled with ¹⁸⁸Re // Theranostics. 2019. Vol. 9, №3. P. 868-883] представлено использование микрочастиц ПМК, меченных рением-188, в качестве препарата для радиоэмболизации гепатоцеллюлярной карциномы. Описанные микрочастицы обладают сферической морфологией, являются биосовместимыми, а радиомечение микрочастиц описывается как легкореализуемое. Однако, в отличии от заявленных полимерных микрочастиц, синтез данных частиц является многостадийным, так как требует предварительного синтеза особых хелатирующих и пегилированных полимеров. Кроме того, радиомечение микрочастиц осуществляется методом хелатирования, что ограничивает выбор потенциальных радионуклидов.

При всех перечисленных достоинствах системы доставки радионуклида с использованием ПМК носителей, важно добиться устойчивости микрочастиц для радиомечения и дальнейшего лечения.

Автоматизация синтеза необходима для производства почти всех РФЛП, предназначенных для клинического применения. РФЛП должны производиться в контролируемых условиях в соответствие с правилами надлежащей производственной практики (НПП, GMP), которая описывает требуемые минимальные стандарты в процессах производства лекарственных средств. В дополнение к соответствию правилам GMP, автоматизация обеспечивает радиационную защиту персонала, когда модуль синтеза расположен внутри защитного оборудования ("горячей камеры"), что позволяет проводить синтезы с очень большими активностями радионуклидов, достаточными для выполнения клинических процедур.

Полимерные микрочастицы, ввиду природы и физического размера, не могут быть простерилизованы методом автоклавирования или с использованием мембранных фильтров (размер пор 0.22 мкм). В результате, наиболее оптимальным методом синтеза РФЛП на основе полимерных частиц является использование "холодных наборов", где к стерильному лиофилизату добавляют стерильный изотонический раствор радионуклида как, например, это реализовано при синтезе РФПЛ на основе макроагрегатов альбумина с изотопами технеций-99м (МАКРОТЕХ, ^99mTc) и рений-188 [Патент №2698111 Российская Федерация, МПК A61K 51/04 (2006.01), Зверев А. В.; заявитель и правообладатель "Федеральный центр по проектированию и развитию объектов ядерной медицины", №2017135839, заявл.: 04.07.2018, опубл. 22.08.2019, Бюл. №24; Патент №2698101 Российская Федерация, МПК A61K 51/04 (2006.01), Дороватовский С. А.; заявитель и правообладатель "Федеральный центр по проектированию и развитию объектов ядерной медицины", №2018119372, заявл.: 06.08.2018, опубл. 22.08.2019, Бюл. №24]. В частности, метод приготовления микросфер альбумина, меченных изотопом рений-188 представляет собой последовательный "ручной" трехэтапный процесс добавления и переноса реагентов из одного стерильного флакона в другой. Кроме того, в процессе приготовления требуется ряд дополнительного оборудования (устройство перемешивания, нагревательный блок), что делает процесс приближенным к классическому варианту синтеза РФЛП в автоматическом модуле синтеза, но выполняемом вручную.

Единственные примеры автоматизированного синтеза меченых радионуклидами полимерных микросфер относятся к синтезу макроагрегатов альбумина с радионуклидом галлий-68. В отличие от генератора ⁹⁹Mo/^99mTc, в котором радионуклид технеций-99м элюируется раствором 0.9% NaCl, в генераторе ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga радионуклид галлий-68 элюируется раствором соляной кислоты, который не подходит для внутривенного введения. Кроме того, элюат может содержать свободные примеси металлов и долгоживущий материнский радионуклид германий-68, присутствие которых недопустимо в РФЛП, что усложняет процесс в целом.

В работе 2017 года [Mueller D. et al. Rapid Synthesis of ⁶⁸Ga-labeled macroaggregated human serum albumin (MAA) for routine application in perfusion imaging using PET/CT // Applied Radiation and Isotopes. 2017. Vol. 122. P. 72-77] авторы предложили автоматизированный синтез меченых галлием-68 макроагрегатов альбумина на автоматическом модуле синтеза ModularLab EAZY производства компании Eckert & Ziegler GmbH (Германия). Данный модуль синтеза является кассетным. Установка кассетного блока проводилась в условиях класса А (асептических условиях), что позволяет асептически подготовить макроагрегаты альбумина, меченные галлием-68, для клинического использования. Кассета устанавливается непосредственно на флакон конечного продукта без стерильного фильтра. Автоматизированный синтез выполняется в течение 14 минут с высоким радиохимическим выходом (75% от общей радиоактивности) с радиохимической чистотой РФЛП свыше 95%. Следует отметить, что данный вариант синтеза не предусматривает никаких стадий очистки ни элюата (происходит лишь концентрирования элюата перед синтезом) ни готового продукта, что, потенциально, может привести к нестабильным показателям радиохимической чистоты РФЛП.

В литературе было предложено несколько вариантов увеличения радиохимической чистоты радиомеченных макроагрегатов альбумина. Во-первых, поскольку зачастую для мечения используются наборы для приготовления макроагрегатов меченых технецием-99м, то перед синтезом возможно проведение стадии центрифугирования для удаления свободного альбумина из наборов [Hofman M.S. et al. ⁶⁸Ga PET/CT Ventilation-Perfusion Imaging for Pulmonary Embolism: A Pilot Study with Comparison to Conventional Scintigraphy // Journal of Nuclear Medicine. 2011. Vol. 52, №10. P. 1513-1519; Ament S.J. et al. PET Lung Ventilation/Perfusion Imaging Using ⁶⁸Ga Aerosol (Galligas) and ⁶⁸Ga-Labeled Macroaggregated Albumin. 2013. P. 395-423; Maus S. et al. Labeling of commercially available human serum albumin kits with 68Ga as surrogates for ^99mTc-MAA microspheres // Applied Radiation and Isotopes. 2011. Vol. 69, №1. P. 171-175; Mathias C.J., Green M.A. A convenient route to [⁶⁸Ga]Ga-MAA for use as a particulate PET perfusion tracer // Applied Radiation and Isotopes. 2008. Vol. 66, №12. P. 1910-1912; Amor-Coarasa A., Milera A., Carvajal D., Gulec S., McGoron A. J. Lyophilized Kit for the Preparation of the PET Perfusion Agent [⁶⁸Ga]-MAA // International Journal of Molecular Imaging. 2014. Vol. 2014 10.1155/2014/269365]. Во-вторых, в работах некоторых групп [Hofman M.S. et al. ⁶⁸Ga PET/CT Ventilation-Perfusion Imaging for Pulmonary Embolism: A Pilot Study with Comparison to Conventional Scintigraphy // Journal of Nuclear Medicine. 2011. Vol. 52, №10. P. 1513-1519; Persico M.G. et al. ^99mTc- ⁶⁸Ga-ICG-Labelled Macroaggregates and Nanocolloids of Human Serum Albumin: Synthesis Procedures of a Trimodal Imaging Agent Using Commercial Kits // Contrast Media Mol Imaging. 2020. Vol. 2020. P. 1-11] было отмечено, что предварительная очистка элюата, содержащего галлий-68, улучшала выход и чистоту готового продукта. Тем не менее, наиболее оптимальным является очистка готового продукта в конце синтеза для отделения меченных макроагрегатов от любых других химических веществ и примесей, включая непрореагировавший радионуклид. Было протестировано использование картриджа Sep-Pak C18 [Maus S. et al. Labelling of commercially available human serum albumin kits with 68Ga as surrogates for ^99mTc-MAA microspheres // Applied Radiation and Isotopes. 2011. Vol. 69, №1. P. 171-175] или центрифугирования [Ament S.J. et al. PET Lung Ventilation/Perfusion Imaging Using ⁶⁸Ga Aerosol (Galligas) and ⁶⁸Ga-Labeled Macroaggregated Albumin. 2013. P. 395-423; Mathias C.J., Green M.A. A convenient route to [⁶⁸Ga]Ga-MAA for use as a particulate PET perfusion tracer // Applied Radiation and Isotopes. 2008. Vol. 66, №12. P. 1910-1912]. Основные недостатки этих процессов заключаются в том, что они занимают много времени, увеличивают дозу облучения для операторов и увеличивают риск бактериального заражения РФЛП. Кроме того, при использовании картриджа Sep-Pak C18 существенно снижается выход радиоактивного мечения, а центрифугирование это стадия технологического процесса, не поддающаяся автоматизации.

В работе [Blanc-Béguin F. et al. Fully Automated ⁶⁸Ga-Labeling and Purification of Macroaggregated Albumin Particles for Lung Perfusion PET Imaging // Frontiers in Nuclear Medicine. 2021. Vol. 1] авторы предложили вариант очистки меченных галлием-68 макроагрегатов альбумина с использованием шприцевых фильтров. Состав мембраны, диаметр и размер пор были подобраны таким образом, чтобы микрочастицы удерживались на фильтре, в то время как примеси из реакционной смеси нет (металлические примеси, свободный галлий-68 и хлорида двухвалентного олова). Элюирование полимерных микрочастиц из шприцевого фильтра проводилось с использованием физиологического раствора, проходящего через шприцевой фильтр в направлении, противоположном движению нанесения частиц на фильтр, и подаче конечного раствора во флакон. Лучшие результаты извлечения были получены с использованием вентилируемых фильтров. Причиной может быть то, что использование вентилируемого фильтра ограничивало давление при прохождении через фильтр раствора микрочастиц. Таким образом, микрочастицы только осаждались на фильтре и не задерживались в нем. При таком способе на фильтре остается низкий процент активности (менее 3.5%), что приводит к высокому выходу синтеза (93-98%). Еще одним преимуществом этого метода является то, что это полностью автоматизированный процесс (модуль синтеза Trasis miniAIO, Бельгия), который снижает лучевую нагрузку на оператора. У данного метода имеется ряд ограничений. Во-первых, процесс был разработан только для использования ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga генератора производства Eckert and Ziegler GmbH (Германия), поэтому при использовании другого коммерчески доступного ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga генератора потребуется адаптировать автоматический процесс заново. Во-вторых, несмотря на высокие выходы, во время синтеза происходят побочные процессы разрушения и аггрегатообразования микросфер. Так, в исходном наборе более 90% частиц находятся в размере от 10 до 40 микрон, в то время как в меченных галлием-68 частиц не более 50%, практически половина частиц увеличилась в размерах до 40-75 микрон. Таким образом, заявленный синтез не позволяет синтезировать РФПЛ пригодных, для выполнения РСЭ.

Наиболее близкими к предлагаемым являются способ автоматизированного синтеза РФЛП на основе полимерных микрочастиц и устройство его осуществления [Постовалова А.С., Карпов Т.Е., Ахметова Д.Р., Родимова С.А., Кузнецова Д.С., Антуганов Д.О., Сысоев Д.С., Муслимов А.Р., Станжевский А.А., Зюзин М.В., Тимин А.С. Preclinical studies of automated radiolabeled microcarriers for radiosynovectomy of inflammatory joint disease Elsevier, Applied Materials Today 29 (2022) 101571], выбранные в качестве прототипа.

Согласно прототипу, для автоматизации стадии приготовления инъекционной формы готового РФЛП на основе полимерных частиц и радионуклида (рений-188), использовался модифицированный кассетный модуль синтеза. Технологическая схема указанного модуля включает 2 блока поворотных клапанов (кассет), по 5 клапанов в каждом блоке, 2 шприцевых насоса, реакционный сосуд с нагревательным блоком, флаконы для реагентов, блок регулирования газовых потоков. Компоненты технологической схемы соединены одноразовыми трубками. Перемещение необходимых реагентов обеспечивалось шприцевыми насосами и током инертного газа. Переключение потоков реагентов обеспечивалось актуаторами поворотных клапанов, поворачивающимися краники поворотных клапанов. Модуль синтеза поддерживал работу в автоматическом режиме по т.н. тайм-листам (спискам инструкций для исполнительных компонентов).

Согласно прототипу, холодный (нерадиоактивный) синтез полимерных микрочастиц включает в себя следующие этапы:

1. приготовление 2% (40 мг) раствора ПВС (поливиниловый спирт) в воде (2 мл);

2. приготовление раствора ПМК (полимолочная кислота) с концентрацией 50 мг/мл в хлороформе (0.5 мл);

3. смешивание растворов, приготовленных по п. 1 и п. 2 в соотношении 1:4 по объему;

4. тщательное перемешивание реагентов до получения мутной, белой жидкости;

5. помещение полученного раствора в химический стакан и установка на устройство магнитного перемешивания, нагрев и перемешивание раствора в течение 10 минут;

6. перенос раствора в центрифужный эппендорф на 2 мл, перемещение центрифужного эппендорфа в штатив на 5 минут для седиментации фракции микрочастиц с диаметром выше 8 мкм, которые под собственным весом опускаются на дно;

7. перенос в новый эппендорф оставшейся надосадочной жидкости, содержащей микрочастицы необходимых размеров (2-8 мкм), центрифугирование и удаление надосадочной жидкости.

Состав набора для приготовления РФЛП, согласно прототипу, состоит из трех флаконов. Флакон №1 содержит стерильный лиофилизат смеси восстановителя - дихлорида олова дигидрата (SnCl₂×2H₂O, 8.5 мг). Олова дихлорид дигидрат является восстановителем семивалентного перренат иона до катиона более низкого валентного состояния (II). Во флаконе для перемешивания содержится стерильный лиофилизат смеси полимерных микрочастиц ПМК, радионуклида и эмульгатора - полисорбата 80. Носители представляют собой сферические монолитные микрочастицы (2-10 мкм) с зеркальной поверхностью, плотность их составляет (1,26±0,12) г/см³. В 10 мг содержится (28 500 000±545 000) частиц, полисорбат 80 в составе компонентов для приготовления суспензии используется для улучшения смачиваемости, так как их поверхность обладает гидрофобными свойствами. Во флаконе №3 содержится элюированный раствор, содержащий рений-188.

Согласно прототипу, стадия приготовления инъекционной формы готового РФЛП на основе полимерных частиц и радионуклида (рений-188) включает в себя этапы:

1. ручное помещение 8.5 мг дихлорида олова дигидрата (SnCl₂×2H₂O) во флакон №1;

2. ручное добавление 0.1 мл 1 М HCl и 0.75 мл 0.9% NaCl во флакон №1 для растворения дихлорида олова дигидрата, ручной перенос содержимого флакона №1 с помощью стерильного шприца в реакционный сосуд;

3. ручное добавление во флакон для перемешивания, содержащий микрочастицы, 6 мкл раствора полисорбата 80, подключение флакона для перемешивания посредством трубки для переноса реагентов к блоку одноразовых переключателей потоков и помещение флакона для перемешивания в устройство орбитального перемешивания;

4. ручное элюирование сорбционного генератора 5 мл 0.9% NaCl во флакон №3, ручное подключение флакона №3 к блоку одноразовых переключателей потоков посредством трубки для переноса реагентов;

5. автоматизированный перенос содержимого флакона №3 в реакционный сосуд;

6. автоматизированный перенос полученного раствора во флакон для перемешивания, автоматизированное перемешивание раствора в течение 2 часа при комнатной температуре при помощи устройства орбитального перемешивания;

7. автоматизированное добавление 2.8 мл 0.25 М раствора гидроксида натрия (NaOH) во флакон для перемешивания для доведения рН до 5.5-6.5;

8. автоматизированный перенос раствора, содержащего радиомеченные микрочастицы во флакон для препарата.

Метод, описанный в данной статье, и система для его реализации позволяют эффективно выполнять автоматизированный синтез РФЛП на основе микрочастиц. Однако, на наш взгляд, метод и система имеют ряд ограничений. Во-первых, предлагаемый способ ограничивается узким спектром используемых радионуклидов, а именно ренний 188. Во-вторых, доведение рН до 5.5-6.5 с использованием раствора гидроксида натрия (NaOH, 1 мг/мл, этап №7) приводит к нестабильному показателю pH реакционной смеси, что приводит к падению выхода реакции радиомечения микрочастиц, следовательно, к падению радиохимической чистоты РФЛП, что не удовлетворяет требованиям Государственной Фармакопеи Российской Федерации. В-третьих, описанный метод синтеза РФЛП не включает очистку РФЛП от несвязанного радионуклида, что может приводить к получению РФЛП с радиохимической чистотой, не соответствующей требованиям (более 95%) Государственной Фармакопеи Российской Федерации. Также, стоит отметить, что в предложенном авторами способе синтеза, выполняется ручной перенос флакона с раствором, содержащим радионуклид, а это небезопасно и приводит к дополнительной радиационной нагрузке на персонал.

Таким образом, отмеченные недостатки приводят к нестабильности параметров синтеза РФЛП и увеличению вероятности получения РФЛП с параметрами качества, не удовлетворяющими требованиям Государственной Фармакопеи Российской Федерации (ГФ РФ). В связи с этим, существует острая необходимость создания новых способов автоматизированного синтеза радиофармпрепаратов на основе полимерных микрочастиц с использованием этих устройств.

Технический результат, обеспечиваемый настоящим изобретением, заключается в создании автоматизированного способа синтеза радиофармпрепаратов на основе полимерных микрочастиц с использованием устройства для его осуществления, устраняющего недостатки аналогов и, таким образом, значительно повышающего воспроизводимость получения радиофармацевтических лекарственных препаратов надлежащего качества.

Технический результат обеспечивается предложенным способом автоматизированного синтеза радиофармпрепаратов на основе полимерных микрочастиц с использованием предложенного устройства, в ходе которого выполняют нерадиоктивный синтез полимерных микрочастиц, для чего готовят раствор поливинилового спирта в воде и раствор полимолочной кислоты в хлороформе, после чего эти растворы перемешивают и помещают на устройство магнитного перемешивания для нагрева и перемешивания раствора, после чего его фасуют по центрифужным эппендорфам и выполняют седиментации фракции микрочастиц с диаметром выше 8 мкм в штативе, затем полученную надосадочную жидкость переносят в эппендорфы, центрифугируют и удаляют надосадочную жидкость, затем выполняют приготовление инъекционной формы готового радиофармацевтического лекарственного препарата на основе полимерных частиц и радионуклида, для чего хлорид олова (SnCl2×2H2O) помещают во флакон №1, затем в него добавляют HCl, после чего содержимое флакона №1 при помощи стерильного шприца переносят в реакционный сосуд, во флакон для перемешивания, содержащий микрочастицы, добавляют раствор полисорбата 80, затем его подключают посредством трубки для переноса реагентов к блоку одноразовых переключателей потоков и помещают в устройство орбитального перемешивания, далее выполняют элюирование сорбционного генератора со сбором элюата, переносят его в реакционный сосуд с содержимым флакона №1, перемешивают и полученный раствор переносят во флакон для перемешивания, после чего выполняют радиомечение микрочастиц путем перемешивания полученного раствора в этом флаконе в течение 2 часов при комнатной температуре при помощи устройства орбитального перемешивания, после чего добавляют раствор гидроксида натрия для нейтрализации рН и выполняют перенос готового раствора с радиомеченными микрочастицами во флакон для препарата,согласно изобретению, во флакон №1 добавляют от 9 до 16 мг дихлорида олова дигидрата (SnCl2×2H2O), элюирование сорбционного генератора и сбор элюата выполняют шприцевым насосом, затем полученный элюат переносят в реакционный сосуд с содержимым флакона №1, после орбитального перемешивания раствора во флакон для перемешивания добавляют буферный раствор, а перед переносом готового раствора с радиомеченными микрочастицами во флакон для препарата выполняют его пропускание через мембранный фильтр в прямом направлении, после чего выполняют элюирование последнего раствором 0,9% NaCl в обратном направлении и полученный элюат переносят шприцевым насосом во флакон для препарата.

Использование раствора буфера при реакции нейтрализации приводит к стабильному показателю pH реакционной смеси, позволяет получать воспроизводимо высокий выход реакции радиомечения микрочастиц и позволяет воспроизводимо получать РФЛП надлежащего качества. В качестве буферного раствора могут быть использованы натрий-фосфатный, натрий ацетатный, натрий-аскорбатный, натрий-цитратный, натрий-гидрокарбонатный буферный раствор или их смеси.

Добавление не менее 9 мг и не более 16 мг дихлорида олова дигидрата (SnCl2×2H2O) для соосаждения радионуклида приводит к повышению радиохимического выхода реакции радиомечения микрочастиц, повышению радиохимической стабильности препарата и позволяет воспроизводимо получать РФЛП надлежащего качества.

Также технический результат обеспечивается устройством для синтеза радиофармпрепаратов на основе полимерных микрочастиц по п.1 включающем два актуатора блоков одноразовых переключателей потоков с установленными в них блоками одноразовых переключателей потоков, одноразовый реакционный сосуд установленный в нагревательном блоке, два шприцевых насоса с одноразовыми шприцами, одноразовые соединительные трубки для переноса реагентов, одноразовые флаконы для реагентов, одноразовый флакон для препарата, блок распределения и регулирования газовых потоков, включающий четыре мембранных клапана, регулятор потока газа с цифровым управлением и два датчика давления, устройство орбитального перемешивания с цифровым управлением, в которое устанавливается флакон для перемешивания, соединенный с блоком одноразовых переключателей потоков посредством трубки для переноса реагентов, согласно изобретению, дополнительно к блокам одноразовых переключателей потоков посредством трубки для переноса реагентов подсоединен сорбционный генератор с флаконом для элюента, посредством трубки для переноса реагентов подсоединен флакон для отходов, подсоединен одноразовый мембранный фильтр и флакон с раствором 0,9% NaCl.

Подсоединение к блоку одноразовых переключателей потоков посредством трубки для переноса реагентов сорбционного вольфрам-рениевого генератора с флаконом для элюента позволяет выполнять элюирование генератора при помощи шприцевого насоса устройства и избавиться от необходимости ручных манипуляций с раствором, содержащим радионуклид, что приводит к снижению радиационной нагрузки на персонал.

Подсоединение к блоку одноразовых переключателей потоков одноразового мембранного фильтра позволяет отделять радиомеченные микрочастицы отрадионуклида, не вступившего в реакцию с микрочастицами и, таким образом, это снижает вероятность получения РФЛП с параметрами качества, не удовлетворяющими требованиям Государственной Фармакопеи Российской Федерации и обеспечивает воспроизводимость синтеза РФЛП с надлежащими параметрами качества.

Подсоединение к блоку одноразовых переключателей потоков сосуда для отходов позволяет при отделении радиомеченных микрочастиц от радионуклида, собирать раствор, содержащийрадионуклид, не вступивший в реакцию с микросферами.

Подсоединение к блоку одноразовых переключателей потоков дополнительного флакона с раствором 0.9% хлорида натрия позволяет элюировать указанным раствором радиомеченные микрочастицы, отделенные от радионуклида, не вступившего в реакцию с микрочастицами и, таким образом, воспроизводимо получать РФЛП надлежащего качества.

А для радиомечения микрочастиц могут быть использованы следующие радионуклиды, получаемые из радионуклидных сорбционных генераторов - 213Bi, 223Ra, 224Ra, 90Y, 188Re. 166Ho, 44Sc, 68Ga,99mTc.

Для лучшего понимания приводим технологическую схему устройства на фиг. 1, где 1-10 - десять одноразовых переключателей потока, 11 - два блока одноразовых переключателей потоков, 12 - сорбционный генератор с флаконом для элюента, 13 - два одноразовых шприца, 14 - одноразовый реакционный сосуд установленный в нагревательном блоке, 15 - одноразовый флакон с 0.9% раствором хлорида натрия (NaCl), 16 - одноразовый флакон с раствором буфера, 17 - одноразовый мембранный фильтр, 18 - устройство орбитального перемешивания, 19 - флакон для перемешивания, 20 - флакон для отходов, 21 - флакон для препарата, 22 - трубки для переноса реагентов.

Для лучшего понимания приводим также его схему на фиг. 2, где 11 - два блока одноразовых переключателей потоков, 12 - сорбционный вольфрам-рениевый генератор с флаконом для элюента, 13 - два одноразовых шприца, 14 - одноразовый реакционный сосуд установленный в нагревательном блоке, 15 - одноразовый флакон с 0.9% раствором хлорида натрия (NaCl), 16 - одноразовый флакон с раствором буфера, 17 - одноразовый мембранный фильтр, 18 - устройство орбитального перемешивания, 19 - флакон для перемешивания, 23 - два актуатора блоков одноразовых переключателей потоков, 24 - шприцевой насос №1, 25 - шприцевой насос №2, 26 - проходные фитинги.

На Фиг. 3 приводим схему блока распределения и регулирования газовых потоков, где 27 - четыре мембранных клапана, 28 - регулятор потока газа с цифровым управлением, 29 - два датчика давления.

Приводим примеры конкретного применения автоматизированного синтеза радиофармпрепаратов на основе полимерных микрочастиц с использованием устройства.

Пример 1.

Полимерные микрочастицы получаются методом водно-эмульсионной экстракции, для этого последовательно выполняются действия:

1. приготовление 2% (240 мг) раствора ПВС (поливиниловый спирт) в воде (12 мл) при нагреве;

2. приготовление раствора ПМК (полимолочная кислота) с концентрацией 50 мг/мл в хлороформе (3 мл) при нагреве;

3. смешивание растворов, приготовленных по п. 1 и п. 2 в соотношении 1:4 по объему;

4. тщательное перемешивание реагентов до получения мутной, белой жидкости;

5. помещение полученного раствора в химический стакан и установка на устройство магнитного перемешивания, постепенный плавный нагрев и перемешивание раствора в течение 20 минут;

6. перенос раствора в центрифужную пробирку на 15 мл, центрифугирование в течение 5 минут, удаление надосадочной жидкости, добавление 10 мл дистиллированной воды, тщательное перемешивание раствора, перенос центрифужной пробирки в штатив на 3 минуты для седиментации фракции микрочастиц с диаметром выше 8 мкм, которые под собственным весом опускаются на дно;

7. перенос в стерильный флакон оставшейся надосадочной жидкости, содержащей микрочастицы необходимых размеров (2-8 мкм), лиофилизирование микрочастиц, запаивание флакона.

Состав набора для приготовления РФЛП состоит из двух флаконов. Флакон №1 содержит стерильный лиофилизат восстановителя - дихлорида олова дигидрата (SnCl₂×2H₂O, 9 мг). Олова дихлорид дигидрат является восстановителем семивалентного перренат иона до катиона более низкого валентного состояния (II). Во флаконе для перемешивания содержится стерильный лиофилизат смеси полимерных микрочастиц ПМК, радионуклида и эмульгатора - полисорбата 80. Носители представляют собой сферические монолитные микрочастицы (2-10 мкм) с зеркальной поверхностью, плотность их составляет (1,26±0,12) г/см³. В 10 мг содержится (28 500 000±545 000) частиц, полисорбат 80 в составе компонентов для приготовления суспензии используется для улучшения смачиваемости, так как их поверхность обладает гидрофобными свойствами.

Способ приготовления инъекционной формы готового РФЛП на основе полимерных частиц и радионуклида (рений-188) состоит в следующем:

1. ручное помещение 9 мг дихлорида олова дигидрата (SnCl₂×2H₂O) во флакон №1;

2. ручное добавление 0.1 мл 1 М HCl во флакон №1 для растворения дихлорида олова дигидрата, ручной перенос содержимого флакона №1 с помощью стерильного шприца в реакционный сосуд (Фиг. 1, 2 (14));

3. ручное добавление во флакон для перемешивания (Фиг. 1, 2 (19)), содержащий лиофилизированные частицы, 5 мкл раствора полисорбата 80, подключение флакона для перемешивания (Фиг. 1, 2 (19)) посредством трубки для переноса реагентов (Фиг. 1 (22)) к блоку одноразовых переключателей потоков (Фиг. 1, 2 (11)) и помещение флакона для перемешивания (Фиг. 1, 2 (19)) в устройство орбитального перемешивания (Фиг. 1, 2 (18));

4. автоматизированное элюирование сорбционного генератора (Фиг. 1, 2 (12)) 4,9 мл 0.9% NaCl, для чего разворачиваются переключатели потоков (Фиг. 1 (1, 2)), шприцевой насос №1 (Фиг. 2 (24)) набирает элюент в шприц (Фиг. 1, 2 (13)) через сорбционный генератор (Фиг. 1, 2 (12));

5. автоматизированное дозирование элюата в реакционный сосуд (Фиг. 1, 2 (14)), для чего разворачиваются переключатели потоков (Фиг. 1, 2 (1, 2, 3)), шприцевой насос №1 (Фиг. 2 (24)) дозирует жидкость;

6. автоматизированный перенос полученного раствора во флакон для перемешивания (Фиг. 1, 2 (19)), для чего разворачиваются переключатели потоков (Фиг. 1 (3, 4, 5)) раствор отбирается из реакционного сосуда (Фиг. 1, 2 (14)) в шприц (Фиг. 1, 2 (13)) шприцевым насосом №2, разворачиваются переключатели потоков (Фиг. 1 (4, 6, 7)), раствор дозируется во флакон для перемешивания (Фиг. 1, 2 (19)), автоматизированное перемешивание раствора в течение 1 часа при комнатной температуре при помощи устройства орбитального перемешивания (Фиг. 1, 2 (18));

7. автоматизированное добавление 10 мл 4.5 мг/мл раствора фосфатного буфера (NaH₂PO₄) во флакон для перемешивания (Фиг. 1, 2 (19)) для доведения рН до 5.5-6.5, для чего разворачиваются переключатели потоков (Фиг. 1 (4, 5, 6, 7, 8)), жидкость из флакона для буфера (Фиг. 1, 2 (16)) отбирается в шприц (Фиг. 1, 2 (13)) шприцевым насосом №2 (Фиг. 2 (25)), разворачивается переключатель потоков (Фиг. 1 (7)), жидкость дозируется шприцевым насосом №2 (Фиг. 2 (25));

8. автоматизированное пропускание раствора из флакона для перемешивания (Фиг. 1, 2 (19)) через мембранный фильтр (Фиг. 1, 2 (17)) со сбором отходов, прошедших через фильтр во флакон для отходов (Фиг. 1 (20)) и удерживанием радиомеченных микрочастиц на мембранном фильтре (Фиг. 1, 2 (17)), для чего жидкость из флакона для перемешивания (Фиг. 1, 2 (19)) отбирается в шприц (Фиг. 1, 2 (13)) шприцевым насосом №2 (Фиг. 2 (25)), разворачиваются переключатели потоков (Фиг. 1 (5, 10)), жидкость дозируется шприцевым насосом №2 (Фиг. 2 (25)) во флакон для отходов (Фиг. 1 (20));

9. автоматизированное элюирование радиомеченных микрочастиц с мембранного фильтра (Фиг. 1, 2 (17)) пропусканием раствора 0.9% хлорида натрия противотоком и перенос раствора, содержащего радиомеченные микрочастицы во флакон для препарата (Фиг. 1 (21)), для чего разворачиваются переключатели потоков (Фиг. 1 (6, 7, 8, 9, 10)), жидкость из флакона с раствором 0.9% хлорида натрия (Фиг. 1, 2 (15)) отбирается в шприц (Фиг. 1, 2 (13)) шприцевым насосом №2 (Фиг. 2 (25)), разворачиваются переключатели потоков (Фиг. 1 (4, 5, 6, 7, 8, 9)), жидкость дозируется шприцевым насосом №2 (Фиг. 2 (25)) во флакон для препарата (Фиг. 1 (21)).

При дозировании жидкостей шприцевыми насосами (Фиг. 1, 2 (24, 25)) коммуникации дополнительно продуваются инертным газом при помощи блока распределения и регулирования газовых потоков (Фиг. 3), который находится внутри корпуса устройства и соединяется с блоками одноразовых переключателей потоков (Фиг. 1, 2 (11)) и реакционным сосудом (Фиг. 1, 2 (14)) через проходные фитинги (Фиг. 2 (26)). Регулирование потока газа осуществляется при помощи цифрового регулятора расхода газа (Фиг. 3 (28)), распределение потоков газа осуществляется при помощи четырех мембранных клапанов (Фиг. 3 (27)), измерение давления газа осуществляется при помощи двух датчиков давления (Фиг. 3 (29)).

Компоненты технологической схемы соединены одноразовыми трубками для переноса реагентов (Фиг. 1 (22)) в соответствии с технологической схемой.

Поворот переключателей поток обеспечивается двумя актуаторами блоков одноразовых переключателей потоков (Фиг. 2 (23)).

Пример 2.

Полимерные микрочастицы получаются методом водно-эмульсионной экстракции, для этого последовательно выполняются действия:

1. приготовление 2% (240 мг) раствора ПВС (поливиниловый спирт) в воде (12 мл) при нагреве;

2. приготовление раствора ПМК (полимолочная кислота) с концентрацией 50 мг/мл в хлороформе (3 мл) при нагреве;

3. смешивание растворов, приготовленных по п. 1 и п. 2 в соотношении 1:4 по объему;

4. тщательное перемешивание реагентов до получения мутной, белой жидкости;

5. помещение полученного раствора в химический стакан и установка на устройство магнитного перемешивания, постепенный плавный нагрев и перемешивание раствора в течение 20 минут;

6. перенос раствора в центрифужную пробирку на 15 мл, центрифугирование в течение 5 минут, удаление надосадочной жидкости, добавление 10 мл дистиллированной воды, тщательное перемешивание раствора, перенос центрифужной пробирки в штатив на 3 минуты для седиментации фракции микрочастиц с диаметром выше 8 мкм, которые под собственным весом опускаются на дно;

7. перенос в стерильный флакон оставшейся надосадочной жидкости, содержащей микрочастицы необходимых размеров (2-8 мкм), лиофилизирование микрочастиц, запаивание флакона.

Состав набора для приготовления РФЛП состоит из двух флаконов. Флакон №1 содержит стерильный лиофилизат восстановителя - дихлорида олова дигидрата (SnCl₂×2H₂O, 16 мг). Олова дихлорид дигидрат является восстановителем семивалентного перренат иона до катиона более низкого валентного состояния (II). Во флаконе для перемешивания содержится стерильный лиофилизат смеси полимерных микрочастиц ПМК, радионуклида и эмульгатора - полисорбата 80. Носители представляют собой сферические монолитные микрочастицы (2-10 мкм) с зеркальной поверхностью, плотность их составляет (1,26±0,12) г/см³. В 10 мг содержится (28 500 000±545 000) частиц, полисорбат 80 в составе компонентов для приготовления суспензии используется для улучшения смачиваемости, так как их поверхность обладает гидрофобными свойствами.

Способ приготовления инъекционной формы готового РФЛП на основе полимерных частиц и радионуклида (радий-223) состоит в следующем:

1. ручное помещение 16 мг дихлорида олова дигидрата (SnCl₂×2H₂O) во флакон №1;

2. ручное добавление 0.1 мл 1 М HCl во флакон №1 для растворения дихлорида олова дигидрата, ручной перенос содержимого флакона №1 с помощью стерильного шприца в реакционный сосуд (Фиг. 1, 2 (14));

3. ручное добавление во флакон для перемешивания (Фиг. 1, 2 (19)), содержащий лиофилизированные частицы, 5 мкл раствора полисорбата 80, подключение флакона для перемешивания (Фиг. 1, 2 (19)) посредством трубки для переноса реагентов (Фиг. 1 (22)) к блоку одноразовых переключателей потоков (Фиг. 1, 2 (11)) и помещение флакона для перемешивания (Фиг. 1, 2 (19)) в устройство орбитального перемешивания (Фиг. 1, 2 (18));

4. автоматизированное элюирование сорбционного генератора (Фиг. 1, 2 (12)) 4,9 мл 0.9% NaCl, для чего разворачиваются переключатели потоков (Фиг. 1 (1, 2)), шприцевой насос №1 (Фиг. 2 (24)) набирает элюент в шприц (Фиг. 1, 2 (13)) через сорбционный генератор (Фиг. 1, 2 (12));

5. автоматизированное дозирование элюата в реакционный сосуд (Фиг. 1, 2 (14)), для чего разворачиваются переключатели потоков (Фиг. 1, 2 (1, 2, 3)), шприцевой насос №1 (Фиг. 2 (24)) дозирует жидкость;

6. автоматизированный перенос полученного раствора во флакон для перемешивания (Фиг. 1, 2 (19)), для чего разворачиваются переключатели потоков (Фиг. 1 (3, 4, 5)) раствор отбирается из реакционного сосуда (Фиг. 1, 2 (14)) в шприц (Фиг. 1, 2 (13)) шприцевым насосом №2, разворачиваются переключатели потоков (Фиг. 1 (4, 6, 7)), раствор дозируется во флакон для перемешивания (Фиг. 1, 2 (19)), автоматизированное перемешивание раствора в течение 1 часа при комнатной температуре при помощи устройства орбитального перемешивания (Фиг. 1, 2 (18));

7. автоматизированное добавление 10 мл 5 мг/мл раствора натрий-аскорбатного буфера (C₆H₇NaO₆) во флакон для перемешивания (Фиг. 1, 2 (19)) для доведения рН до 5.5-6.5, для чего разворачиваются переключатели потоков (Фиг. 1 (4, 5, 6, 7, 8)), жидкость из флакона для буфера (Фиг. 1, 2 (16)) отбирается в шприц (Фиг. 1, 2 (13)) шприцевым насосом №2 (Фиг. 2 (25)), разворачивается переключатель потоков (Фиг. 1 (7)), жидкость дозируется шприцевым насосом №2 (Фиг. 2 (25));

8. автоматизированное пропускание раствора из флакона для перемешивания (Фиг. 1, 2 (19)) через мембранный фильтр (Фиг. 1, 2 (17)) со сбором отходов, прошедших через фильтр во флакон для отходов (Фиг. 1 (20)) и удерживанием радиомеченных микрочастиц на мембранном фильтре (Фиг. 1, 2 (17)), для чего жидкость из флакона для перемешивания (Фиг. 1, 2 (19)) отбирается в шприц (Фиг. 1, 2 (13)) шприцевым насосом №2 (Фиг. 2 (25)), разворачиваются переключатели потоков (Фиг. 1 (5, 10)), жидкость дозируется шприцевым насосом №2 (Фиг. 2 (25)) во флакон для отходов (Фиг. 1 (20));

9. автоматизированное элюирование радиомеченных микрочастиц с мембранного фильтра (Фиг. 1, 2 (17)) пропусканием раствора 0.9% хлорида натрия противотоком и перенос раствора, содержащего радиомеченные микрочастицы во флакон для препарата (Фиг. 1 (21)), для чего разворачиваются переключатели потоков (Фиг. 1 (6, 7, 8, 9, 10)), жидкость из флакона с раствором 0.9% хлорида натрия (Фиг. 1, 2 (15)) отбирается в шприц (Фиг. 1, 2 (13)) шприцевым насосом №2 (Фиг. 2 (25)), разворачиваются переключатели потоков (Фиг. 1 (4, 5, 6, 7, 8, 9)), жидкость дозируется шприцевым насосом №2 (Фиг. 2 (25)) во флакон для препарата (Фиг. 1 (21)).

При дозировании жидкостей шприцевыми насосами (Фиг. 1, 2 (24, 25)) коммуникации дополнительно продуваются инертным газом при помощи блока распределения и регулирования газовых потоков (Фиг. 3), который находится внутри корпуса устройства и соединяется с блоками одноразовых переключателей потоков (Фиг. 1, 2 (11)) и реакционным сосудом (Фиг. 1, 2 (14)) через проходные фитинги (Фиг. 2 (26)). Регулирование потока газа осуществляется при помощи цифрового регулятора расхода газа (Фиг. 3 (28)), распределение потоков газа осуществляется при помощи четырех мембранных клапанов (Фиг. 3 (27)), измерение давления газа осуществляется при помощи двух датчиков давления (Фиг. 3 (29)).

Компоненты технологической схемы соединены одноразовыми трубками для переноса реагентов (Фиг. 1 (22)) в соответствии с технологической схемой.

Поворот переключателей поток обеспечивается двумя актуаторами блоков одноразовых переключателей потоков (Фиг. 2 (23)).

Аналогичным способом может быть осуществлен синтез с указанными выше генераторными радионуклидами.

Предлагаемый способ по сравнению с известными имеет ряд существенных преимуществ:

1. высокая воспроизводимость получения РФЛП с необходимыми параметрами качества;

2. полная автоматизация процессов с радиоактивными веществами.

3. расширение ассортимента получаемых меченных радионуклидами микросфер.

Предлагаемый способ автоматизированного синтеза радиофармпрепаратов на основе полимерных микрочастиц с использованием устройства для его осуществления разработан группой разработки и производства приборов для ядерной медицины, группой нанофармакологии, группой синтеза РФЛП ФГБУ «РНЦРХТ им. ак. А.М. Гранова» Минздрава России и прошли апробацию при 20 циклах синтеза РФЛП с положительным результатом.

Группа изобретений относится к способу автоматизированного синтеза радиофармпрепаратов на основе полимерных микрочастиц с использованием устройства и также относится к устройству для автоматизированного синтеза радиофармпрепаратов на основе биоразлагаемых микрочастиц. Группа изобретений обеспечивает создание автоматизированного способа синтеза радиофармпрепаратов на основе полимерных микрочастиц с использованием устройства для его осуществления, устраняющего недостатки аналогов и, таким образом, значительно повышающего воспроизводимость получения радиофармацевтических лекарственных препаратов надлежащего качества. 2 н.п. ф-лы, 2 пр., 3 ил.

1. Способ автоматизированного синтеза радиофармпрепаратов на основе полимерных микрочастиц с использованием устройства, в ходе которого выполняют нерадиоактивный синтез полимерных микрочастиц, для чего готовят раствор поливинилового спирта в воде и раствор полимолочной кислоты в хлороформе, после чего эти растворы перемешивают и помещают на устройство магнитного перемешивания для нагрева и перемешивания раствора, после чего его фасуют по центрифужным эппендорфам и выполняют седиментации фракции микрочастиц с диаметром выше 8 мкм в штативе, затем полученную надосадочную жидкость переносят в эппендорфы, центрифугируют и удаляют надосадочную жидкость, затем выполняют приготовление инъекционной формы готового радиофармацевтического лекарственного препарата на основе полимерных частиц и радионуклида, для чего хлорид олова (SnCl₂×2H₂O) помещают во флакон №1, затем в него добавляют HCl, после чего содержимое флакона №1 при помощи стерильного шприца переносят в реакционный сосуд, во флакон для перемешивания, содержащий микрочастицы, добавляют раствор полисорбата 80, затем его подключают посредством трубки для переноса реагентов к блоку одноразовых переключателей потоков и помещают в устройство орбитального перемешивания, далее выполняют элюирование сорбционного генератора со сбором элюата, переносят его в реакционный сосуд с содержимым флакона №1, перемешивают и полученный раствор переносят во флакон для перемешивания, после чего выполняют радиомечение микрочастиц путем перемешивания полученного раствора в этом флаконе в течение 2 часов при комнатной температуре при помощи устройства орбитального перемешивания, после чего добавляют раствор гидроксида натрия для нейтрализации рН и выполняют перенос готового раствора с радиомеченными микрочастицами во флакон для препарата, отличающийся тем, что во флакон №1 добавляют от 9 до 16 мг хлорида олова (SnCl₂×2H₂O), элюирование сорбционного генератора и сбор элюата выполняют шприцевым насосом, затем полученный элюат переносят в реакционный сосуд с содержимым флакона №1, после орбитального перемешивания раствора во флакон для перемешивания добавляют буферный раствор, а перед переносом готового раствора с радиомеченными микрочастицами во флакон для препарата выполняют его пропускание через мембранный фильтр в прямом направлении, после чего выполняют элюирование последнего раствором 0,9% NaCl в обратном направлении и полученный элюат переносят шприцевым насосом во флакон для препарата.

2. Устройство для автоматизированного синтеза радиофармпрепаратов на основе биоразлагаемых микрочастиц по п.1, включающее два актуатора блоков одноразовых переключателей потоков с установленными в них блоками одноразовых переключателей потоков, одноразовый реакционный сосуд, установленный в нагревательном блоке, два шприцевых насоса с одноразовыми шприцами, одноразовые соединительные трубки для переноса реагентов, одноразовые флаконы для реагентов, одноразовый флакон для препарата, блок распределения и регулирования газовых потоков, включающий четыре мембранных клапана, регулятор потока газа с цифровым управлением и два датчика давления, устройство орбитального перемешивания с цифровым управлением, в которое устанавливается флакон для перемешивания, соединенный с блоком одноразовых переключателей потоков посредством трубки для переноса реагентов, отличающееся тем, что дополнительно к блокам одноразовых переключателей потоков посредством трубки для переноса реагентов подсоединен сорбционный генератор с флаконом для элюента, посредством трубки для переноса реагентов подсоединен флакон для отходов, подсоединен одноразовый мембранный фильтр и флакон с раствором 0,9% NaCl.