DE2166643A1

DE2166643A1 - Verfahren zum radioaktiven kennzeichnen von pharmazeutisch unbedenklichen mikropartikeln

Info

Publication number: DE2166643A1
Application number: DE19712166643
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1971-03-25
Filing date: 1971-03-25
Publication date: 1975-01-30

Description

PATENTANWÄLTE

Dipl.-Ing- OLAF RUSCHKE
Dipl.-lng. HANS E. RUSCHKS

25. Juli 1974

P 21 15 066.3-41
- M 2971 -

Minnesota Mining and Manufacturing Company, Saint Paul,

Minnesota 55IOI (V.St.v.A.)

Verfahren zum radioaktiven Kennzeichnen von pharmazeutisch unbedenklichen Mikropartikeln

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum radioaktiven Kennzeichnen von pharmazeutisch unbedenklichen Mikropartikeln. Es handelt sich um ein vereinfachtes Verfahren zum Kennzeichnen von biodegradierbaren Mikropartikeln unter Verwendung eines besonderen Reaktionsbehälters, der alle erforderlichen Bestandteile für eine solche Kennzeichnung enthält mit Ausnahme der eine kurze Halbwertszeit aufweisenden Radionuklide.

Zurzeit werden in Krankenhäusern und Kliniken radioaktiv gekennzeichnete Mikropartikel benutzt, da die erwünschte radioaktive Emission dieser Partikel von Nutzen ist für.diagnostische, prophylaktische und therapeutische Zwecke. Solche gekennzeichne-

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ten Mikropartikel können z.B. in den Blutkreislauf injiziert und später von der Lunge wieder ausgeschieden werden. Es kann dann ein gee-ignetes Gerät zürn Untersuchen der Lunge verwendet werden, mit dem ein Bild der Lunge auf einem Oszilloskop, auf Papier, auf einer Photographie oder dergleichen erhalten v/ird. Befinden sich in der Lunge keine solche gekennzeichneten Partikel, so kann der Arzt daraus schliessen, dass in dem betx'efi'enden Lungenflügel keine ordnungsgemässe Zirkulation vorhanden ist. Hat sich im Körper ein Tumor entwickelt, so benötigt dieser, wenn der Tumor vaskular ist, eine hohe Blutkonzentration. Die gekennzeichneten Mikropartikel würden sich daher im Tumor zu konzentrieren suchen.

Das zum Kennzeichnen von Partikeln allgemein benutzte radioaktive Nuklid ist Radio-Technetium (""Tc), das aus einem gewerblichen Generator erhalten werden kann, der im allgemeinen in den meisten Krankenhäusern und Kliniken vorhanden ist. Zurzeit werden die zum Kennzeichnen der Partikel benutzten Bestandteile ausserhalb des Behälters voneinander getrennt gehalten, in dem die Kennzeichnung durchgeführt werden soll. Trockene Mikropartikel werden in einem Reinigungsmittel und in Wasser suspendiert, und es v/ird diesem Gemisch zugesetzt Technetium sowie Natriumthiosulfat, ein reduzierendes Reagenzmittel, das zum Kennzeich-

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nen mit ^ Tc erforderlich ist, wonach zum Unterstützen der Kennzeichnung eine Säure zugesetzt wird. Alle diese genannten Bestandteile werden ausserhalb der Ampulle voneinander getrennt gehalten, in der die Mischung erfolgt. Nach der Kennzeichnungs-

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— "5 -

reaktion bleibt nicht das gesamte Radio-Technetium an den Partikeln haften, sondern in der Lösung bleibt e±n Teil zurück. Es ist nicht erwünscht, ungebundenes Technetium in den Körper zu injizieren, da es zu anderen Stellen im Körper wandert, so dass die Lunge nicht ordnungsgemäss untersucht werden kann, und ferner können Teile des Körpers der Einwirkung einer unerwünschten Strahlungsdosis ausgesetzt werden. Das ungebundene Technetium muss daher von den gekennzeichneten Mikropartikeln abgesondert werden. Dies wird in der Weise durchgeführt, dass nach dem Absetzen der Perlen oder Partikel die überschüssigen Reaktionsprodukte und das Technetium abgegossen oder abgezogen werden. Dies ist schwierig durchzuführen, da hierbei ein Teil der gekennzeichneten Partikel gleichfalls abgezogen wird. Es wurde versucht, Mikropartikel in einem Filtergefäss zu kennzeichnen, so dass die überschüssigen Reaktionsprodukte und das Technetium nicht abgegossen oder abgezogen zu werden brauchen. Jedoch werden auch in diesem Falle alle zum Kennzeichnen der Partikel benutzten Komponenten ausserhalb des Filtergefässes voneinander gebe trennt gehalten. Soweit der Anmelderin bekannt,/feteht zurzeit keine Verpackungseinheit, mit der Mikropartikel radioaktiv gekennzeichnet werden können.

Die Erfindung sieht ein Verpackungssystem vor, mit dessen Hilfe biodegradierbare Mikropartikel mit einem radioaktiven Nuklid gekennzeichnet werden können, wobei ein besonderer Reaktionsbehälter verwendet wird, der alle erforderlichen Bestandteile zum Kennzeichnen ausser dem Nuklid enthält. Die Verpackungs-

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einheit besteht allgemein aus einem Behälter mit mindestens einem offenen Ende, aus einer im Behälter angeordneten porösen Filterplatte, die den Behälter in eine erste und eine zweite Abteilung unterteilt, aus einer Anzahl von pharmazeutisch unbedenklichen Mikropartikeln in der ersten Abteilung, aus mindestens einem Kennzeichnungsreagenzmittel im Behälter und aus einem Mittel, mit dem das offene Ende des Behälters zeitweilig verschlossen wird, und das eine Hohlnadel einer Spritze aufnehmen kann, mit der in den Behälter eine Flüssigkeit eingeführt wird, und mit der die radioaktiv gekennzeichneten Partikel entfernt werden. Die Komponenten der Verpackung können je nach den zum Kennzeichnen der Mikropartikel benutzten Radionuklide verschieden sein.

In die erste Abteilung kann zum Unterstützen der Suspension der Mikropartikel ein nicht reagierendes und ungiftiges benetzendes Agens eingetragen werden. Bei Verwendung von Radio-Technetium befindet sich in der ersten Abteilung ein als Kennzeichnungsreagenzmittel dienendes reduzierendes Mittel, während in der zweiten Abteilung eine Feststoffquelle für Wasserstoffionen angeordnet ist.

Mit dem Ausdruck "Kennzeichnungsreagenzmittel" soll ein Material bezeichnet werden, das bewirkt, dass entweder die Mikropartikel oder die zum Kennzeichnen der Mikropartikel benutzten Radionuklide einen zum Anheften der radioaktiven Nuklide an die Mikropartikel geeigneten Zustand annehmen. Ein Kennzeichnungsreagenzmittel besteht beispielsweise aus Natriumthiosulfat, das

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als reduzierendes Agens dient, dessen Zweck darin besteht, das ursprüngliche Pertechnetat zu einer verwendungsfähigen niedrigeren Oxidationsform des Technetiums zu reduzieren, wobei die Reduktion in Anwesenheit einer Säure erfolgt/In diesem Falle müssen in der Verpackungseinheit sowohl das reduzierende Agens als'auch eine Quelle für Wasserstoffionen vorgesehen werden. In der gleichen Weise wird Natrium-paratoluen-chlorsulfonamid, ein Oxidierungsmittel, als Kennzeichnungsreagenzmittel mit Radio-iodin benutzt, um das Jodid zu einer verwertbaren Form zu oxidieren, welche Oxidation bei Anwesenheit geeigneter Puffersubstanzen erfolgt, die zusammen mit dem Oxidierungsmittel Bestandteile der Verpackungseinheit sind. Andererseits werden keine Kennzeichnungsreagenzmittel benötigt, wenn Radio-eisen oder Radio-indium verwendet wird, obwohl auch in diesem Falle die Verwendung eines Kennzeichnungsreagenzmittels vorzuziehen ist, damit mit Sicherheit die besten Ergebnisse erzielt werden. Ein solches Kennzeichnungsreagenzmittel kann aus Eisenchlorid bei Anwesenheit geeigneter Puffersubstanzen bestehen. Welche mechanischen Vorgänge bei diesen Kennzeichnungsreaktionen ablaufen, sind zurzeit noch nicht bekannt. Es ist jedoch bekannt, dass bei Verwendung gewisser Radionuklide bestimmte Kennzeiehnungsreagenzmittel erforderlich sind, wie später noch beschrieben wird.

Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. In der beiliegenden Zeichnung ist die

Fig. 1 einezum Teil als Schnitt gezeichnete Seitenansicht einer Verpackungseinheit nach der Erfindung,

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Pig. 2 ein Schnitt durch die Verpackungseinheit nach der Linie 2-2 in der Fig. 1 und die

Fig. 3 ein Schnitt durch die Verpackungseinheit nach der Linie 3-3 in der Fig. 1.

Wie im besonderen aus der Fig. 1 zu ersehen ist, besteht eine bevorzugte Ausführungsforra der Erfindung 10 aus einer langgestrecken Flasche 8, die an beiden Enden mit einem Hals 17 und 27 versehen ist., in die die Stopfen l6 und 29 zum Verschliessen der Flasche eingesetzt werden. In den Hals an dem einen mit A bezeichneten Ende des Behälters ist eine poröse, z.B. gesinterte Filterplatte 22 eingesetzt. Die Platte 22 besteht vorzugsv/eise aus einer Glasfritte und trägt an der Seite 23 eine Vielzahl von biodegradierbaren Mikropartikeln I9, die mit einem Radionuklid gekennzeichnet und in den Körper für Diagnosezwecke und dergleichen injiziert werden sollen.

Bei einer verwertbaren Ausführungsform weist die dargestellte Flasche in der Mitte einen Aussendurchmesser von 25 mm und am Hals einen Aussendurchmesser von ungefähr I7 mm auf. Der Durchmesser der Filterplatte beträgt daher ungefähr I3 mm. Je nach dem gewünschten Verwendungszweck können die Abmessungen der Flasche natürlich verändert werden. Der Durchmesser der FiIterplatte 22 muss natürlich so bemessen werden, dass sie am Rand mit der Flasche oder Ampulle vollständig verschmolzen wird. Die Dicke der Platte beträgt vorzugsweise ungefähr 2,5 mm, da bei dieser Dicke die Mikroperlen zurückgehalten v/erden, während

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andererseits die in den Behälter eingeführte Salzlösung während des Kennzeichnens durch die Platte frei hindurchströmen kann. Die Poren der Filterplatte weisen eine Weite von ungefähr 5,5 bis 6,5 Mikron auf (0,0055 bis 0,0065 mm). Die feinporige Filterplatte 22 kann ausser aus gesintertem Glas auch aus anderen geeigneten Werkstoffen hergestellt werden, z.B_e aus Porzellan, Metall, aus Kunststoffen und dergleichen. Das benutzte Material soll mit dem Inhalt der Flasche nicht reagieren, und die Weite der Poren soll so bemessen werden, dass die Mikropartikel durch die Poren nicht hindurchwandern können.

Unmittelbar an der Platte 22 ist eine Vielzahl von sauren Harzpartikeln 24 abgelagert, die Wasserstoffionen abgeben sollen, die eine saure Lösung erzeugen, die für eine vollständige Kennzeichnungsreaktion erforderlich ist. Die Harzpartikel werden an der Gebrauchsstelle von einem Packungsmaterial 26 festgehalten, das seinerseits an der Gebrauchsstelle von einem pharmazeutischen Gummistopfen 29 zurückgehalten wird.

Der Behälter wird am anderen mit B bezeichneten Ende im Hals gleichfalls durch einen pharmazeutischen Gummistopfen .16 verschlossen, der mit einem Einschnitt 15 versehen ist. Dieser Einschnitt 15 soll einen Raum für die Erzeugung eines verminderten Druckes in der Flasche während der Herstellung der Verpackungseinheit bilden. Zum Erzeugen eines solchen verminderten Druckes können auch andere geeignete Mittel verwendet werden, so dass ein besonders ausgestalteter Stopfen nicht vorgesehen zu werden braucht. Die Stopfen werden in der Flasche von Aluminiumkappen

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12 und 30 abgedichtet, die auf die Flasche aufgepresst werden. In der in der Mitte gelegenen Abteilung 12 der Flasche, ist eine kleine Kapsel 20 angeordnet, die, wenn erforderlich oder erwünscht, ein reduzierendes Reagenzmittel für die Kennzeichnungsreaktion und ein Benetzungsmittel zum Unterstützen der Suspendierung der Mikropartikel enthält_o

Bei der Herstellung der Verpackungseinheit werden sterile Mikropartikel in einem inerten flüchtigen Lösungsmittel suspendiert, z.B. in einem Gemisch aus Diäthyläther und l,l,2-Trichlor-l,2,2-trifluoräthan, welche letztgenannte Substanz unter der Bezeichnung "Freon II3" erhältlich ist, wobei das Gemisch vorzugsweise aus 1/3 Äther und 2/3 Freon besteht. Die Suspension wird aseptisch in eine leere sterile Flasche vom obenstehenden Ende B aus eingefüllt. Das fither-Freon-Gemisch wird am Ende A bei 28 abgesaugt, wobei die Mikropartikel, deren Durchmesser im allgemeinen ungefähr I5 bis 30 Mikron (0,015 bis 0,030 mm) beträgt, von der porösen Glasfritte oder der Platte 22 zurückgehalten werden, deren Poren kleiner als die Mikropartikel sind. Die sterile Kapsel 20 wird dann durch B in die Abteilung eingeführt, und die Flasche wird am Ende B kurzzeitig mit einem Gummistopfen

das 16 verschlossen. Die Flasche wird dann umgedreht, so dass/Ende A nunmehr oben gelegen ist, und durch das Ende A werden nunmehr in die Abteilung die sterilen Säureharzpartikel 24 eingetragen, die an der Gebrauchsstelle vom Packungsmaterial 26 festgehalten werden. Hiernach wird die Flasche am Ende A durch

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einen Stopfen verschlossen und mit einer Aluminiurakappe versehen. Sehliesslich wird durch das Ende B hindurch in der Flasche ein schwaches Vakuum von ungefähr I/5 at erzeugt, wonach das Ende B gleichfalls mit einer Kappdversehen wird. Die Mikropartikel brauchen jedoch nicht an der Platte 22 abgesetzt zu werden, obwohl dies vorzuziehen ist, da die Partikel am besten in einem bekannten Volumen eines Lösungsmittels ausgegeben werden und nicht durch Abwiegen,, Die Mikropartikel könnten lose in den Behälter eingefüllt oder in die Kapsel eingetragen werden.

Obwohl die in der Pig. 1 dargestellte Form der Flasche oder Ampulle vorzuziehen ist, so kann diese jedoch auch länger, kürzer, breiter oder dünner ausgestaltet werden, wobei allein nur wichtig ist, dass die Flasche mindestens an einem Ende offen ist, so dass die betreffenden Flüssigkeiten eingefüllt und die Flüssigkeiten sowie die gekennzeichneten Mikropartikel entfernt werden können. Die Flasche kann ausser aus Glas auch aus anderen Materialien hergestellt werden, die sterilisierbar, nicht reagierend, ungiftig und widerstandsfest für verhältnismässig hohe Temperaturen sind, z.B. aus Polytetrafluorathylen (Teflon). Glas ist jedoch vorzuziehen, da die Kennzeichnungsreaktion beobachtet werden kann, und ferner weil Glas chemisch inert und pharmazeutisch unbedenklich ist.

Die für die Zwecke der Erfindung verwendbaren Mikropartikel sind besondere Zusammensetzungen und stellen ein physiologisch unbedenkliches, festes und bei Körpertemperatur in Wasser im wesentlichen unlösliches Material dar, das in einer Weise meta-

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bolisiert oder degradiert werden kann, bei der keine giftigen Rückstände gebildet werden, wenn das Material in den Körperflüssigkeiten, wie Blut, Serum, Plasma, Lymphe und dergleichen (anscheinend durch Enzyme oder andere metabolische Mechanismen), löslich gemacht wird. Bei einer derartigen Metabolisierung oder Degradierung werden diese Substanzen löslich. Für die besondere Zusammensetzung bestehen geeignete Materialien aus physiologisch unbedenklichen proteinartigen Substanzen, wie Albumin, Gelatine, Hämoglobin und dergleichen oder auch Polysaccharide, wie Amylose, Inulin, Glykogen und Stärke, oder aus demselben Material, das einen physiologisch unbedenklichen Träger enthält, wie Eisenhydroxid, Silberjodid oder dergleichen. Nach dem Kennzeichen der Partikel sind diese widerstandsfest gegen ein Auslaugen des Radi onuklid;
ten lang.

dionuklids beim Eintauchen in Wasser mit 37°C mindestens Ip Minu-

en

Fur diagnostische Zwecke oder Behandlung, bei denen die Radionuklide zu einer bestimmten Stelle im Körper geleitet werden müssen, wird das Material feingemahlen, und die Grosse der Partikel wird durch Sortierverfahren auf einen schmalen Grössenbereich begrenzt, der dem besonderen Verwendungszweck entspricht. Die auf schmale Grössenbereiche beschränkten Partikel können einen durchschnittlichen Durchmesser von 0,5 bis 1000 Mikron (0,005 bis 1,0 mm) auf v/eisen, wobei die Werte in den gewählten Grössenbereichen um nicht mehr als plus oder minus 20% vom Mittelwert abweichen.

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Es werden vorzugsweise kugelförmige oder im wesentlichen kugelförmige Partikel verwendet, da sie gleichförmiger sind und leichter kontrolliert werden können inbezug auf den Radionuklidgehalt und die Zeit der Ausscheidung aus dem Körper. Für diagnostische Zwecke haben sich kugelförmige Körper mit einem Durcninesser von 0,5 bis 60 Mikron ((J, 0005 - Ο,Οβϋ mm) als am besten geeignet erwiesen. Für gewisse therapeutische Zwecke ■:':nnen ^rössere kugelförmige Partikel mit einem Durchmesser bis zu 1 mm verwendet werden. Da kugelförmige oder ungefähr Kugelförmige Körper wegen der gleichförmigen Abmessungen leichter kontrolliert werden können inbezug auf den Radionuklidgeualt und auf die Zeit der Ausscheidung aus dem Körper, so sind diese Körper aucn deswegen vorzuziehen, weil sie der Grosse nacn an die Weite von Körperkanälen, wie Arterien, Kapillarien usw. angepasst werden können, wobei deren Lauf durcn einen gesunden Körper vorausgesagt und bestimmt werden kann, an welcher Stelle die Partikel sich mit Sicherheit befinden müssen. Das Gesamtgewicht der für die Zwecke der Erfindung vorzugsweise benutzten Mikroperlen kann ungefähr 0,1 bis 50 mg betragen, während die Grosse der einzelnen Mikroperlen ungefähr 0,5 bis 100 Mikron betragen kann (0,0005 - 0,1 mm).

Die Feststoffquelle der Wasserstoffionen wird zum Ansäuern der radioaktiven Nuklidlösung benutzt, die durch die porösen Filterplatte in den Behälter wandert, in dem die Kapsel angeordnet ist, wenn Radiο-technetium verwendet wird. Die Ansäuerung ist erforderlich zum Unterstützen der Kennzeichnungsreaktion, ob-

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wohl der genaue Mechanismus nicht bekannt ist. Als Beispiel für ein verwendbares festes Säurematerial, wird ein stark saures Kationenaustauschharz genannt, das zusammengesetzt ist aus nuklearen Sulfonsäure-austauschgruppen, die an ein Styren-divinyl-

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benznpol.ymer-gitter angeheftet sind, welches Material im Handel erhältlich ist unter der Bezeichnung "Dowex 50x8". Es können auci'i andere Arten von starksauren Harzen verwendet werden. Als Beispiel 'wird ein Harz angeführt, das Methylen-sulfongruppen auf einem phenolischen Gitter enthält. Anstelle des sauren Harzes können auch kristallinische Säuren verwendet v/erden, z.B. TrichloreGsi^.säure, Zitronensätare, Kaliumbisulf at usw.

Mit der Peststoffquelle der Wasserstoffionen steht ein mobiles Wasserstofflon zur Verfugung, das mit einem Natriumion aus uer Salzlösung austauschbar ist, die das in aen Behälter eingetragene Radionuklid enthält. Natriumionen reagieren mit dem Harz, v.^robei eine chemisch gleicnwertige Menge Wasserstoffionen freigesetzt wird. Die Menge der freigesetzten Viasserstoff ionen, die die radionuklidhaltige Salzlösung ansäuern, wird von oer Menge des verwendeten Harzes bestimmt. Für die meisten Verwendungszwecke sind 100 bis 500 mg Harz pro Flasche oder Ampulle ausreichend. Die Harzpartikel sollen vorzugsweise kugelförmig oder annähernd kugelförmig ausgestaltet sein, so dass sie eine verhältnismässig gleichförmige Oberfläche für den Ionenaustausch aufweisen, so dass die Abgabe mit gleichmässiger Strömung erfolgt. Der Durchmesser der Perlen soll ungefähr 50 - 1000 Mikron und vorzugsweise 500 - 700 Mikron betragen.

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Nach dem Eintragen des Harzes in die Flasche bei A, wird das Harz an der Gebrauchsstelle von einer kleinen Menge eines Packungsmaterials 26 festgehalten. Dieses Material kann aus Glaswolle, Baumwolle, Kunststoff, aus einem Schwammaterial oder aus einem anderen porösen Material bestehen, oder die Packung kann aucn ganz v/eggelassen werden. Die Packung ist insofern von Nutzen, als sie mit Sicherheit ein Entweichen aus der Flasche während der Herstellung der Verpackungseinheit verhindert und ferner das Harz auf der Fläche gleichmässig verteilt. Ausserdem sichert die Packung, dass zwischen dem Stopfen 29 und dem Harz 24 ein Raum für das Einführen der das Radionuklid enthaltenden Lösung zur Verfügung steht.

Bei Verwendung von Radio-technetium enthält die Kapsel 20 grundsätzlich Natriumthiosulfat sowie ein Benetzungsmittel, z.B. ein Reinigungsmittel. Das Natriumthiosulfat unterstützt die Kennzeichnungsreaktion als ein reduzierendes Reagenzmittel, während das Benetzungsmittel die Suspendierung der Mikroperlen unterstützt, so dass eine gleichmässige Kennzeichnung erfolgt. Das reduzierende Agens unterstützt die Reduktion des Tc(X, der Zustand, in dem Technetium im allgemeinen erhalten wird bei Anwesenheit einer Säure. Die in der Kapsel befindlichen übrigen Bestandteile sind allgemein inert und können aus verschiedenen pharmazeutischen Zusätzen bestehen, die allgemein bei der Herstellung von Tabletten und Pillen verwendet werden, wie Füllstoffe (Laktose), Bindemittel (Polyvinylpyrrolidon) und Schmiermittel (Benzoesäure). Die Abmessungen und die Zusammensetzung

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der Kapsel oder Tablette mit den Reagenzmitteln kann verändert werden, oder die Tablette wird durch Natriumsulfatkristalle ersetzt oder durch ein Gemisch aus Natriumthiosulfat und einem inerten Füllstoff, wie Laktose.

Das für die Zwecke der Erfindung vorzugsweise zu verwendende Reinigungsmittel besteht aus Poloxalen, das ein nicht-ionisches Surfaktans des Poly(oxäthylen), Poly(oxpropylen) und PoIy-(oxätftylen)-Polymers ist, das von der Firma Wyandocte Chemical Co. unter der Bezeichnung "Pluronic F-68" bezogen werden kann. Als ein weiteres Beispiel für ein Reinigungsmittel (detergent), das verwendbar ist, wird angeführt ein Gemisch aus Polyoxäthylenäther mit zum Teil öligen Estern der Sorbitolanhydride, welches Material im Handel unter der Bezeichnung "Polysorbate 8o" erhältlich ist. Es können auch verschiedene andere Detergentien verwendet werden, vorausgesetzt, dass diese ungiftig sind und die Kennzeichnungsreaktion nicht stören.

Der Natriumthiosulfatgehalt der Reagenzmitteltablette kann 0,5 mg bis 10 mg betragen. Anstelle des Natriumthiosulfates können auch andere bekannte Reagenzmittel verwendet werden, z.B. Thiοacetamid, Zinn-, Zink- und zinnhaltige Chloride, obwohl das Natriumthiosulfat wegen seiner Leistung bei der Kennzeichnungsreaktion vorzuziehen ist. Werden anstelle des Radio-technetiums andere Radionuklide verwendet, so werden nach Erfordernis andere geeignete Reagenzmittel verwendet. Z.B. wird zusammen mit Radio-iodin ein Oxydierungsmittel, z.B. Natrium-para-toluenchlor-sulfonamid benutzt, welches Material unter der Bezeichnung "Chloramin T" erhältlich ist, und ferner' werden bei Radio-

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eisen und Radio-indium Puffersalze verwendet, wie Natriumdihyarogen-phosphat und Dinatriumhydrogenphosphat zusammen mit Eisenchlorid verwendet. In einigen Fällen, in denen z.B. Radioeisen und Radio-indium verwendet wird, ist die Verwendung eines Reagenzmittels wahlfrei, obwohl für die meisten Verwendungszwecke die Verwendung eines Reagenzmittels vorzuziehen ist. Wird kein Reagenzmittel benutzt, z.B. bei Radionukliden, wie bereits erwähnt, so kann die Kennzeichnung durchgeführt werden durch Umrühren aer Mikropartikel in einer Lösung, die die radioaktiven Nuklide enthält, so dass ein Benetzungsmittel, feste saure Materialien oder reduzierende Substanzen als Bestandteile der Verpackungseinneit nicht verwendet werden.

Je nach dem verwendeten Radionuklid können das oder die Reagenzmittel sich in der ersten oder der zweiten Abteilung oder in beiden Abteilungen befinden. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird das als Keiinzeiciinungsreagenzmittel wirkende Natriumthiosulfat in der mit 21 bezeichneten ersten Abteilung vorgesehen, während die zv.eite Abteilung die Feststoffquelle der Wasserstoffionen oder aas saure Harz 24 enthält, so dass die Lösung angesäuert wird, wenn diese mit dem Reagenzinittel in Berührung gelangt. λϊϊό als Kerinzeichnungsreagenzmittel Natrium-para-toluen-chlorsulfcnamid verwendet, so kann es in Jeder Abteilung, vorzugsweise in der ersten Abteilung vorgesehen werden, während die Puffersubstanz sich gleichfalls in jeder Abteilung, jedoch vorzugsweise in der zweiten Abteilung befinden kann. Es ist ein Merkmal der Erfindung, dass alle Reagenzmittel, ganz gleich

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- 16 welcher Art, sämtlich in einer Verpackungseinheit enthalten sind.

Das zum Kennzeichnen der Mikroperlen benutzte Radionuklid wird aus einem gewerblichen Generator erhalten, der in der Technik als "cow" bezeichnet wird. Wie bereits ausgeführt, können zum Kennzeichnen von Mikropartikeln die folgenden radioaktiven Materialien benutzt werden, und zwar Radio-iodin, Radio-eisen, Radio-technetium, Radio-indium sowie andere geeignete Radionuklide zusammen mit geeigneten Reagenzmitteln. Vorzuziehen ist die Verwendung von Radio-technetium ( -⁵Tc) wegen seiner Gammaemissionsenergie und weil es allgemein zur Verfügung steht. Das Technetium wird dem Generator in der Weise entnommen, dass durch den Generator eine Salzlösung hindurchgeleitet wird, die das yyra_{Tc aus dem} (j_enerator in einen Sammelbehälter befördert. Die das Radio-technetium enthaltende Salzlösung wird dann aus dem Behälter mittels einer Spritze abgezogen.

Sollen die Partikel gekennzeichnet werden, so wird die Nadel der das Radio-technetium in der Salzlösung enthaltenden Spritze durch den Gummistopfen 29 in das Ende a der Flasche bei 28 eingestochen. Der verminderte Druck in der Flasche, der bei der Herstellung erzeugt wurde, saugt die Radio-technetiumlösung über das Harz und durch die Glasfritte in die Abteilung 21 in einem geregelten Ausmass. Der Ionenaustausch zwischen dem Harz und der isotopenhaltigen Salzlösung kann durch die nachstehende Formel dargestellt werden:

Na⁹⁹TcO₄ + NaCl + H⁺ Harz —^ "¹⁰TcO₄ + HCl + Na Harz,

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wobei eine saure Lösung erzeugt wird. Durch Bestimmen der Weite der Nadel und des Vakuums kann die Strömung über das Harz geregelt werden. Bei einem Druck von 1/5 at werden ungefähr 10 ml der Lösung über das Harz in ungefähr 45 Sekunden geleitet. Diese Strömungsgeschwindigkeit ist wichtig, weil bei der Strömung des Radio-technetiums über das Harz ein Austausch der Natriumionen in der Salzlösung mit den Wasserstoffionen im Harz erfolgt. Wandert die Lösung zu rasch über das Harz hinweg, so erfolgt zwischen den Natriumionen und den Wasserstoffionen kein ordnungsgemässer Austausch. Die Strömungsgeschwindigkeit muss daher reguliert werden.

Die Flasche, die das Radio-technetium in der Abteilung enthält, in der sich die Tablette oder die Kapsel befindet, kann in ein Ultraschallbad eingetaucht werden, um das Suspendieren der sich auf der Glasfritte befindenden Mikroperlen zu unterstützen und die Auflösung der Tablette zu fördern. Bei der Auflösung der Tablette werden das Natriumthiosulfat und das Reinigungsmittel freigesetzt. Die Flasche wird dann in warmes, vorzugsweise siedendes Wasser eingetaucht und kann geschüttelt werden, damit die Kennzeichnungsreaktion vollständig erfolgt. Die Flasche wird dann abgekühlt, wonach die unreagiertes Radio-technetium und die verbrauchten Reagenzmittel enthaltende Lösung aus der Flasche bei A entfernt wird, wobei die gekennzeichneten Mikroperlen hinter der porösen Filterplatte 22 an deren Seite 23 zurückbleiben. Eine Salzlösung oder andere Lösungen, die als Träger oder Mittel für Injektionen benutzt werden, und die ein

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Detergens enthalten, können in die Abteilung 21 durch das Ende B eingeführt werden für die Suspension und Injektion der gekennzeichneten Mikroperlen, oder die Mikroperlen können vor dem Injizieren mit Salzlösung ein- und mehrmals gewaschen werden, welche Salzlösung nach dem Waschen entfernt wird, wie bereits beschrieben.

Sollen Mikroperlen gekennzeichnet werden, die kleiner als 6 Mikron sind, die z.B. zum Untersuchen der Leber benutzt werden, " so wird das oben beschriebene Verfahren angewendet mit der Ausnahme, dass das Supernat durch das Ende A nicht abgezogen wird. Vielmehr wird durch das Ende B in die Abteilung 21 eine geeignete Puffersubstanz eingeführt, wie Natrium-dihydrogenphosphat zusammen mit Dinatrium-hydrogenphosphat, um die Säure der Reaktion zu neutralisieren. Die kleinen Mikroperlen 'werden dann in diese Pufferlösung eingeführt.

Bei einei»geringfügigen Abänderung der in der Fig. 1 dargestellten Verpackungseinheit kann diese mit einem eigenen ^yyinTc-Gene- * rator ausgestattet werden, so dass der Benutzer nicht auf einen gewerblichen Generator zurückzugreifen braucht. Eine solche vollständige Verpackungseinheit wäre für Forscher von Nutzen, deren klinisches Volumen nicht gross genug ist, um die Anschaffung eines besonderen ^yy Tc-Generators zu rechtfertigen. Zu diesem Zweck werden ungefähr 100 mg Aluminiumoxidkörner zwischen dem Harz 24 und der Packung 26 eingetragen. Ungefähr 5 bis 100 MiI-licurie und vorzugsweise ungefähr 20 Millicurie

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⁰TcOh (Ammonium-molybdat) werden mittels einer Pipette auf die Oberseite des Aluminiumoxids aufgetragen und getrocknet. Die Menge des Ammoniummolybdates muss zum Erzeugen einer wirksamen Menge des Radio-technetiums zum Kennzeichnen ausreichend bemessen werden. Die Flasche wird dann am Ende A verschlossen, wonach die Flasche durch das Ende B hindurch evakuiert und verschlossen wird. Durch den Gummistopfen bei A wird dann die Nadel einer ungefähr 10 ml Salzlösung enthaltenden Spritze hindurchgestossen, wonach das Vakuum (l/5 ^aO in der Flasche die Salzlösung über das Aluminiumoxid, über das Harz 24 und durch die poröse Filterplatte 22 in die in der Mitte gelegene Abteilung 21 in geregeltem Ausmass saugt. Wenn die Salzlösung über das Aluminiumoxid wandert, so wird das Na-^¹⁷¹TcO₁. von dem absorbierten (NHh)p^^MoOh entfernt, das

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immobil bleibt. Wenn die das Na^ TcOh enthaltende Salzlösung über das saure Harz strömt, so wird HCl erhalten, so dass an-

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gesäuertes Na^ TcO^ durch die poröse Filterplatte 22 in die Abteilung 21 gelangt. Die Verpackungseinheit wird dann in der bereits beschriebenen Weise benutzt.

Es wurden nicht nur gekennzeichnete Albumin-Mikropartikel für die klinische Diagnose und dergleichen benutzt, sondern auch gekennzeichneter kolloidaler Schwefel (Schwefelkolloid). Da in jedem Falle dieselben Reaktionsmittel benutzt wurden, so kann der gekeimzeichnete kolloidale Schwefel in der Weise hergestellt werden, dass die Verpackungseinheit nach der Erfindung

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unter Wegfall der Mikropartikel benutzt wird. Es wird dasselbe Verfahren angewendet wie bei der Kennzeichnung von Mikroperlen mit der Ausnahme, dass das Supernat nicht entfernt, sondern eine Pufferlösung zugesetzt wird, um die Reaktionssäure zu neu-

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tralisieren, wonach der ^x kolloidale Schwefel gebrauchsfertig ist. Es ist jedoch vorzuziehen, Albumin-Mikropartikel des menschlichen Serums wegen deren konstanter Grosse und physikalischen Stabilität zu verwenden.

Nachstehend werden einige Ausführungsbeispiele beschrieben, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, wobei alle angegebenen Werte sich auf das Gewicht beziehen, sofern nichts anderes angegeben wird,

Beispiel 1

Mittels einer hypodermischen Nadel wurden 4 ml Albumin in ungefähr 1 Liter Pflanzenöl (Baumwollsamenöl) injiziert, das auf ungefähr 30 - 50⁰C erhitzt wurde. Die Geschwindigkeit des Urnrührens bestimmt die endgültige Grosse des erhaltenen kugelförmigen Materials. Unter Verwendung eines Behälters, der höher als breit war, und einer hypodermischen Nadel Nr. 25 wurden beim Umrühren mittels eines 6 cm-Propellerrührwerks mit einer Drehzahl von 500 U/min. Mikroperlen mit einem Durchmesser von ungefähr 10 - 20 Mikron erhalten. Unter Erhitzen auf 110 - 150⁰C wurde das Umrühren fortgesetzt, bis von den Mikroperlen das gesamte Wasser entfernt worden war. Dies wurde dadurch ermittelt, dass aus dem Gemisch eine kleine Anzahl von Perlen ent-

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nommen und festgestellt wurde, ob sie noch klebrig waren oder nicht. Nach dem Entfernen des Wassers wurden die Partikel aus dem öl herausgefiltert und in Diäthyläther gewaschen. Es wurden Albuminmikroperlen erhalten.

Beispiel 2

Es wurde eine Verpackungseinheit zum radioaktiven Kennzeichnen nach der Erfindung in folgender Weise hergestellt: Sterile Albumin-mikroperlen des menschlichen Serums wurden suspendiert in 200 ml eines Gemisches aus Diäthyläther und 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluoräthan (1/3 Äther und 2/3 Äthan). Um ungefähr 5 mg Mikroperlen zu erhalten, wurde 1 ml des Gemisches abgezogen und aseptisch in eine leere sterile Flasche nach der Pig. I bei obenstehendem Ende B eingetragen. Das Äther- und Äthangemisch wurde am entgegengesetzten Ende A abgesaugt. Die Mikroperlen mit einem Durchmesser von 15-30 Mikron wurden von der porösen Glasfritte zurückgehalten, deren Poren eine Weite von 5,5 bis 6,5 Mikron aufwiesen. Durch das Ende B wurde eine sterile Reagenzmitteltablette eingetragen, wonach die Flasche am Ende B kurzzeitig mit einem Gummistopfen verschlossen wurde. Die Reagenzmitteltablette hatte die folgende Zusammensetzung:

Natriumthiosulfat 0,55 mg

Laktose 76,2 mg

nicht-ionisehes Surfaktans des Poly(oxäthylen), Poly(oxpropylen) und Poly(oxäthylen) Polymers (Pluronic F-68) 0,3 mg

Polyvinylpyrrolidon 1,66 mg

Benzoesäure 6,0 mg

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Die Härte betrug 4,5 kg (Strong Cobb Test) und die Lösungszeit 2-4 Minuten.

Bei obenstehendem Ende A wurden in die Flasche 200 mg steriles Harz "Dowex 50" auf die Glasfritte aufgetragen und mittels eines aus Baumwolle bestehenden Packungsmaterials festgehalten. Das Ende A der Flasche wurde dann mittels eines pharmazeutischen Gummistopfens verschlossen und mit einer Kappe versehen. Die Flasche wurde dann bis auf einen Druck von I/5 at evakuiert und mit einer Kappe versehen.

Beispiel 3

Die nach dem Beispiel 2 hergestellte Kennzeichnungsflasche wurde zum Kennzeichen von Albumin-mikroperlen des menschlicnen Serums mit Radio-technetium (Na-^⁰¹TcO₂,) benutzt. Die Nadel einer Spritze, die 6 ml (ungefähr 12 Millicurie) Na-^¹¹¹TcO₂. in einer Salzlösung enthielt (aus einem gewerblichen Generator erhalten) wurde in das das Harz enthaltende Ende der Glasflasche eingeführt. Das Vakuum (ungefähr 1/3 at) im Innern der Flasche zog die Na-⁵^⁰¹TcQ, Lösung über das Dowex-Harz durch die Glasfritte hindurch und in die Mitte der Flasche, an v/elcher Stelle sich die Reagenzmitteltablette befand. Die Flasche wurde dann geschüttelt und in einem Ultraschallbad 2 Minuten lang behandelt, um die Tablette aufzulösen und das Natrium-thiosulfat und das Detergens freizusetzen. Danach wurde die Flasche aus dem Ultraschallbad herausgenommen und 6 Minuten lang in siedendes Wasser eingetaucht, um die Kennzeichnungsreaktion vollständig durchzuführen, wonach die Flasche mittels Leitungswasser 2 Minuten lang abgekühlt wurde. Die unreagiertes Na^¹⁷¹TcO₂, und verbrauchte Reagenzmittel enthaltende Lösung wurde dann mittels einer Spritze durch das Ende A der Flasche entfernt, an welchem Ende A sich das Harz und die Packung befanden. Die gekennzeichneten Mikroperlen blieben hinter der Glasfritte und auf dieser zurück. 6 ml einer isotonischen Salzlösung, die 0,05$ Polysorbat 80 (ein Gemisch aus Polyoxäthylen-äther von vermischten Teilölestern der Sorbltolanhydride) wurden in die Flasche durch

409885/1108 ^8AD O^R1GtNAL

uas mit B bezeichnete andere Ende eingetragen, um die gekennzeichneten Mikroperlen nochmals zu suspendieren.

Die gekennzeichneten Mikroperlen wurden dann in Mäusen untersucht, zu welchem Zweck die Salzlösung.mit Polysorbat 80 und mit einem Gehalt von 0,1 mg der mit "^yrnTc gekennzeichneten Mikroperlen (ungefähr 0,2 Millicurie) abgezogen und in die Schwanzvenen weiblicher weisser Mäuse injiziert wurde. Die Mäuse wurden 50 Minuten später getötet und seziert. Die Aktivität des Tc's wurde gemessen im Rumpf, in der Lunge und in der Leber des Tieres. Aus den erhaltenen Daten wurde die ^y^^mTc-Verteilung in den Mäusen · berechnet. Zum Prüfen jeder Verpackungseinheit wurden eine bis drei Mäuse benutzt.

In der nachstehenden Tabelle bezieht sich der Ausdruck Prozent-Aufnahme auf die Wirksamkeit der Kennzeichnung, während die anderen angegebenen Werte sich auf die Verteilung des ""^mTc in den weissen Mäusen eine halbe Stunde nach der Injektion der ge-Kc-nnzeicnneten Mikroperlen beziehen. Die Daten wurden bei Benutzung von 12 Verpackuhgseinheiten erhalten.

Prozent-Aufnahme

Prozent in der Lunge Prozent in der Leber Prozent im Rumpf Verhältnis Lunge/Leber

Tabelle I	+ Normalabwei-
Durchschnitt	, chung , (^e Einfielt)
	5,7
79,0	5,7
77,0	1,2
5,8	4,8
12,2	4,4
14,1

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Beispiel

1,85	mg
65,30	mg
1,00	mg
1,66	mg
6,0	mg

Es wurde ein tierische Untersuchung ähnlich dem Beispiel 3 durchgeführt unter Verwendung einer nach dem Beispiel 2 zubereiteten Flasche mit der Ausnahme, dass 350 mg Dowex-Harz und 10 ml Na^^TcO^ (ungefähr 20 Millicurie) verwendet wurden. Die Reagenzmitteltablette wies die folgende Zusammensetzung auf:

Natriumthiosulfat
Laktose

nicht-ionisches Surfaktans von Poly(oxäthylen), Poly(oxpropylen) und Poly(oxäthylen) Polymer
(Pluronic P-68)

Polyvinylpyrrolidon
Benzoesäure

Die gekennzeichneten Mikroperlen wurden mit 10 ml Salzlösung gewaschen, die 0,05$ Polysorbat 80, ein Gemisch aus Polyoxäthylenäthern der gemischten Teilölester der Sorbitolanhydride, enthielt, welche Lösung in die Flasche bei B eingefüllt und bei A abgeführt wurde. Weitere 10 ml einer isotonischen Salzlösung (die O,O55ß Polysorbat 80 enthielt) wurde in die Flasche durch B eingeführt, und die die gekennzeichneten Mikroperlen enthaltende Lösung wurde bei Mäusen wie beim Beispiel 3 untersucht. Es wurden vierzehn Verpackungseinheiten benutzt und die nachstehenden Ergebnisse erhalten:

Tabelle II

	Durchschnitt	- Normalabweichung
Prozent Aufnahme	78,6	5,2
Prozent in der Lunge	82,9	3,1
Prozent in der Leber		1,1
Prozent im Rumpf	11,6	2,2
Verhältnis Lunge/Leber	16,3	5,6 .
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Claims

PATENTANWÄLTE

Dipl.-Ing. CJJF R¹JSCHKE
Dipl.-lng.HANS E.RUSCHKE

P 21 15 066.3-41 5. Juli 1974

Minnesota Mining and
Manufacturing Company

- M 2971 -

Patentansprüche (Ausscheidung aus P 21 15 066.3-41)

nj Verfahren zum radioaktiven Kennzeichnen von pharmazeutisch unbedenklichen Mikropartikeln, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) in die zweite Abteilung der Verpackungseinheit eine Lösung eingeführt wird, die Radio-technetium enthält, welche Verpackungseinheit aufweist einen allgemein langgestreckten Behälter, der an den beiden entgegengesetzten Enden offen ist, eine im Behälter quer angebrachte Glasfritte, die den Behälter in eine erste und eine zweite Abteilung unterteilt, eine Vielzahl von pharmazeutisch unbedenklichen und biodegradierbaren Mikroperlen in der ersten Abteilung und eine Feststoffquelle für Wasserstoff!onen in der zweiten Abteilung,

(b) die Lösung durch die Feststoffquelle für Wasserstoffionen zum Ansäuern hindurchgeleitet wird,

(c) die Verpackungseinheit zum vollständigen Durchführen der Kennzeichnungsreaktion erhitzt wird,

(d) das das unreagiertes Radio-technetium und verbrauchte Reagenzmittel enthaltende Supernatans entfernt wird und

(e) die gekennzeichneten Mikropartikel isoliert werden.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die angesäuerte Lösung geschüttelt und umgerührt wird, um die Mikropartikel zu suspendieren und die Reagenzmittel tablette nach der Verfahrensstufe (b) aufzulösen, und daß die Verpackungseinheit nach der Verfahrensstufe (c) abgekühlt wird.

M 2971/OR-Bl

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