Радионуклидный генератор колоночного типа
Полезная модель относится к конструкциям радионуклидных генераторов, применяемых для получения радионуклидов для медицины и техники. Радионуклидный генератор колоночного типа представляет собой колонку с сорбентом с нанесенным на сорбент материнским радионуклидом. Колонка генератора снабжена системой ввода элюента и системой вывода элюата, причем система ввода элюента введена в колонку через перфорируемую пробку, а в качестве системы ввода элюента использован внутривенный периферический катетер. В предпочтительном варианте реализации технического решения колонка генератора снабжена второй перфорируемой пробкой, через которую выведена из колонки система вывода элюата, при этом в качестве системы вывода элюата использован внутривенный периферический катетер. Для защиты от ионизирующего излучения генератор помещен в защитный контейнер. 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, уменьшение количества металлических примесей в элюате за счет того, что катетеры выполнены из химически стойкого полимерного материала. Конструкция и материал катетера позволяют прокалывать перфорируемую пробку и изгибать катетер для фиксации его в необходимом функциональном положении. Генератор можно адаптировать к различным системам, благодаря наличию у катетеров стандартных луер-лок окончаний. 1 н.п.ф., 3 з.п.ф., 5 фиг.
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.
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 6 G21G4/08. Генератор для получения стерильных радиоизотопов. Опубликован 20.09.1997. Патент РФ №2090950, МПК 6 G21G 4/08. Генератор для получения стерильных радионуклидов. Опубликован 20.09.1997. Патент РФ №2153357, МПК 7 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
8 всего срока испытаний не превысил ˜1-10-3%. 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.
1. 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.
2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что колонка генератора снабжена второй перфорируемой пробкой, через которую выведена из колонки система вывода элюата, при этом в качестве системы вывода элюата использован внутривенный периферический катетер.
3. Генератор по п.1, отличающийся тем, что внутривенный периферический катетер снабжен дополнительным инъекционным портом.
