99Mo/99mTc generátor: výroba a využití v nukleární medicíně
2. část

Souhrn

Cíl: Podrobnější přehled běžně používaných ⁹⁹Mo/^99mTc generátorů a samotného ^99mTc.

Úvod: Technecium-99m je jedním z nejpoužívanějších diagnostických radionuklidů v nukleární medicíně. Denně je získáváno na pracovištích nukleární medicíny z radionuklidového generátoru ⁹⁹Mo/^99mTc pro potřeby přípravy širokého spektra radiofarmak. Téměř 90 % všech SPECT vyšetření je prováděno právě s pomocí radiofarmak značených ^99mTc.

Popis problematiky: Avšak za touto každodenní činností se skrývá nemálo procesů, které nejsou na první pohled vidět – od různých možností přípravy mateřského radionuklidu, přes jednotlivé konstrukce samotných radionuklidových generátorů až po zisk ^99mTc. Také je pozornost v rámci tohoto článku zaměřena na důležité chemické a fyzikální vlastnosti ^99mTc, díky kterým je tak hojně využíváno. I přes tyto procesy a vlastnosti je důležité nezapomínat ani na kontrolu kvality, kterou je nutné provádět před samotným použitím ať už eluátu či připraveného radiofarmaka.

Technecium-99m je běžně využíváno pro diagnostiku nejen onkologických onemocnění. Své uplatnění nachází v kardiologii, nefrologii či neurologii. V rámci tohoto článku je uveden přehled nejběžněji používaných radiofarmak s možností jejich využití.

Závěr: Důležitost ⁹⁹Mo/^99mTc generátoru je patrná a na jeho základě stojí většina vyšetření na pracovištích nukleární medicíny. Z tohoto důvodu je důležité si připomenout principy výroby a přípravy daných radionuklidů a dále vlastnosti, díky kterým je možné poměrně jednoduše daná radiofarmaka připravovat.

Klíčová slova:

technecium-99m – molybden-99 – radionuklidový generátor – jaderný reaktor – radiofarmaka – kontrola kvality

Pokračování z minulého čísla.

DCEŘINÝ RADIONUKLID ^99mTc

Eluce dceřiného radionuklidu ^99mTc

Technecium-99m je eluováno ve formě technecistanu sodného fyziologickým roztokem. Po eluci začne aktivita technecia na kolonce generátoru opět narůstat. Eluce může být opakována před i po dosažení radionuklidové rovnováhy. Množství ^99mTc pak závisí na době, která uplynula mezi aktuální a uplynulou elucí. (Obr. 5) Teoretický výtěžek lze spočítat, ovšem v praxi je výtěžek nižší, a to hlavně vinou ireverzibilní sorpce na oxidu hlinitém. V případě vyšší aktivity může také docházet k radiolýze a následně ke změně formy ^99mTc. Praktický výtěžek je obvykle dosahován v rozmezí 80–90 % teoretických hodnot. ⁸

Vztah mezi aktivitou ⁹⁹Mo a ^99mTc v radionuklidovém generátoru je uveden na Obr. 5. Aktivita ^99mTc začne narůstat okamžitě po eluci fyziologickým roztokem. Maximální aktivity ^99mTc je opět dosaženo 22,9 hodin po eluci. Body a a b značí eluci aktivity v 8 hodin a 17 hodin 4. dne. ⁸

Eluce generátoru je prováděna ze zásobníku mobilní fáze – fyziologický roztok – do sterilních evakuovaných lahviček v olověném stínění. Na Obr. 6 jsou uvedeny 4 typy generátorů dodávaných a registrovaných v ČR, které se od sebe liší jen nepatrně. ^67–70 Generátor A je konstruován pro eluci minimálního objemu 5 ml. Pro aktivnější varianty stíněné ochuzeným uranem je doporučeno provádět eluce v nejmenším objemu 10 ml. ⁶⁷ U generátoru B je možné provádět eluci minimálního objemu 5 ml, avšak může docházet k eluci i objemy 10 a 15 ml. Po eluci je nutné vyměňovat ochranný kryt jehly. ⁶⁸ Generátory C a D je možné využít pro parciální eluci, lze tedy relativně přesně odečíst požadovaný objem eluátu a eluci včas přerušit. ^69–70 Minimální eluční objem pro generátory C a D je 4 ml. Konstrukce generátoru C umožňuje přerušit eluci libovolně po dosažení minimálního objemu, přičemž pro ukončení eluce postačí otočení elučního kontejneru do polohy o 90° vpravo a následným stlačením, čímž dojde k zavzdušnění. ⁶⁹ Konstrukce generátoru D umožňuje parciální eluce v objemech 4 – 6 – 8 ml. ⁷⁰

Většina komerčně dostupných generátorů je kalibrována na množství ⁹⁹Mo na kolonce generátoru. Dostupnost ^99mTc je tedy závislá na čase před a po referenčním datu kalibrace a také době uplynulé od předešlé eluce. V příslušných SPC jsou uváděny údaje, dle kterých lze odhadnout množství ^99mTc, které je možné v reálném čase získat v konkrétním elučním objemu. Skutečný výtěžek eluce se může lišit v jednotlivých případech díky eluční účinnosti, ta by však neměla být menší než 90 % dosažitelné aktivity ^99mTc. ^67–70

Ve snaze o lepší dostupnost ^99mTc byly vyvíjeny i generátory, kde chromatografická kolonka obsahuje ozářený molybdeno-zirkoničitý (ZrMo) nebo molybdeno-titaničitý gel (TiMo) a následnou elucí vodou nebo fyziologickým roztokem je získáváno ^99mTc (např. Gelutec). Gelové matrice generátorů jsou stabilní v rozmezí pH 2–9. Velmi často bývají dopovány ionty vnitřně přechodných kovů, zejména Ce⁴⁺ (až 5 molárních % v Zr matrici), čímž se zvyšuje účinnost eluce. Ta se pohybuje v rozmezí 70–90 %. Z radionuklidnových nečistot je významné ¹³⁴Cs (neboť se nejedná o štěpný ⁹⁹Mo, ale ozářený ⁹⁸Mo nebo ^nat.Mo reakcí (n,γ)), kterého je v systému Gelutec < 0,005%. ^47,71 Z chemických nečistot je zajímavé Zr⁴⁺, jehož obsah je v systému Gelutec < 5 ppm, dále NO_3- < 20 ppm, Ce_3+,4+ < 5 – 10 ppm, MoO_4- < 5–20 ppm. V medicinální praxi byly testovány i tzv. „Jumbo generátory“, kde byla aktivita až 1000 GBq ⁹⁹Mo na 150 g gelu v kolonce dlouhé 200 mm o průměru 42 mm. Minimální eluční objem byl 50 ml a účinnost eluce se pohybovala kolem 80 %. Rovněž byla studována a prováděna optimalizace složení gelů s ohledem na účinnost eluce, pH eluátu a jeho radionuklidovou a radiochemickou čistotu, zejména s ohledem na průnik ⁹⁹Mo. Bylo navrženo optimalizované složení pro přípravu při pH 4,5 se směsí Mo₇O₂₄^6- a Mo_xO_y^x-y- společně s 0,1 mol.l^-1 ZrOCl₂.8H₂O, kdy jsou formovány ZrOOH⁺, které ovlivňují krystalovou mřížku polymolybdenáto-zirkoničitých gelů. Další specie, které výrazně ovlivňují tvorbu gelů, jsou zirkonium oxohydroxidy Zr₄(OH)₈⁸⁺ a ZrO²⁺. Přítomnost uvedených specií ovlivňuje retenci ^99mTcO₄^- v koloně generátoru. ⁷² Předností těchto typů generátorů byl zdroj molybdenu a zároveň jeho nižší náklady na získaný ⁹⁹Mo. Náklady na ⁹⁹Mo v případě generátorů se štěpným molybdenem se pohybují kolem 2,5 – 6,7 US centů/mCi. Pro molybden připravený pomocí (n,γ) reakce jsou ekonomické relace v rozmezí 1,8 – 4,8 US centů/mCi. Nicméně, u řady vyvíjených generátorů bylo nezbytné provádět úpravu eluátu po eluci, např. sorpce na oxid hlinitý nebo anex či katex ⁷³ a jeho následné eluce. Nevýhodu představoval také velký eluční objem, který vedl k nízké měrné aktivitě a do jisté míry může představovat limitující faktor.

Kontrola kvality dceřiného radionuklidu ^99mTc

Kvalita eluátu musí být pečlivě monitorována, neboť může dojít ke kontaminaci průsakem ⁹⁹Mo a oxidem hlinitým z kolony. Tyto kontaminanty pak mohou znehodnotit následnou přípravu radiofarmak a tím i celý proces diagnostického vyšetření. Dalšími kontaminanty mohou být některý ze štěpných produktů, jako jsou ¹⁰³Ru, ¹³²Te, ¹³¹I, ⁹⁹Zr, ¹²⁴Sb, ¹³⁴Cs, ⁸⁹Sr, ⁹⁰Sr a ⁸⁶Rb. ⁸

Pro možné případy kontaminace vzorku jsou stanoveny přesné limity. Pro ⁹⁹Mo je limit roven 0,15 kBq ⁹⁹Mo/MBq ^99mTc. Aktivita ⁹⁹Mo je měřena pomocí scintilačního detektoru NaI(Tl) (alternativně i pomocí ionizační komory pomocí insertu) v takovém uspořádání, že vnějším olověným stíněním tloušťky 6 mm jsou odfiltrovány fotony pocházející od ^99mTc o energii 140 keV a dále jsou registrovány pouze fotony pocházející z dezintegrace ⁹⁹Mo o energii 740 keV a 780 keV. Obdobně lze postupovat rovněž v případě stanovení radionuklidové čistoty pomocí polovodičových detektorů, jak je uvedeno na Obr. 7. Spektrum bylo pořízeno na HPGe detektoru. ⁸

V případě použití polovodičových detektorů jsou píky přiřazené jednotlivým linkám gama v tomto případě užší a je dosaženo vyššího rozlišení. Kromě ⁹⁹Mo lze ještě detekovat také ⁹⁸Mo pocházející z terčového materiálu. Jeho detekce je prováděna spektrofotometricky s přídavkem fenylhydrazinu, přičemž je vytvořen molybden-fenylhydrazinový komplex. Obsah radionuklidových nečistot je definován lékopisným článkem ^74,75, který stanovuje obsah radionuklidových nečistot takto: < 0,1 % aktivity ⁹⁹Mo a ostatní nečistoty emitující záření gama < 0,01 % celkové aktivity. Lékopis rovněž definuje parametry radionuklidové čistoty pro ⁹⁹Mo izolovaný jako štěpný produkt z ²³⁵U (obdobně i pro ^99mTc), kde obsah radionuklidových nečistot je takovýto: < 5×10^-3 % celkové aktivity pro radionuklidy ¹³¹I (365 keV), ¹⁰³Ru (497 keV) a ¹³²Te (dceřiný produkt ¹²³I: 159 keV), < 6×10^-5 % celkové aktivity pro ⁸⁹Sr a ⁹⁰Sr, < 1×10^-7 % celkové aktivity pro nečistoty emitující alfa záření, < 1×10^-2 % celkové aktivity radionuklidů jiných než ⁹⁹Mo, ^99mTc, ¹³¹I, ¹⁰³Ru, ¹³²Te. (Obdobná kritéria platí i pro ^99mTc připravováné jinou cestou než izolací ze štěpných produktů.) ^74,75 Celková radionuklidová čistota by měla převyšovat 95 % – viz Tab. 4. Aktivita ⁹⁹Mo, ¹⁰³Ru a ¹³¹I byla stanovena pomocí gama spektrometrie. Píku ¹⁰³Ru přísluší linka 497 keV a pro ¹³¹I je charakteristická zejména linka 365 keV. ^71,72 Generátor Drytec-GE již není na trhu v EU dostupný, varianta Elumatic III společnosti CIS Bio rovněž není běžně dodávána do ČR, přesto jsou uvedeny v Tab. 4. ⁷⁶ V ČR jsou dodávány varianty generátorů se suchou kolonkou C – Ultra Technekow a D – Poltechnet. Pro všechny generátory jsou v literatuře ^76–79 hodnoty sledovaných radionuklidových nečistot pod limitními hodnotami stanovenými lékopisem. ^74,75 Nejvíce je sledován průnik aktivity ⁹⁹Mo do eluátu, který nesmí překročit limit 0,1 % aktivity ^99mTc. ^74,75

Nadbytečná přítomnost oxidu hlinitého v eluátu způsobuje výrazné potíže při syntéze ^99mTc značených sloučenin, kde je použit fosfátový pufr, neboť dochází k precipitaci daného pufru s oxidem hlinitým. Hlinité ionty lze velmi dobře stanovit metodami ICP-MS nebo AAS. V některé literatuře jsou využívány pro stanovení hlinitých solí semikvantitativní indikátory. ⁷⁹ Koncentrace hlinitých iontů je lékopisem povolována < 20 μg/ml. ⁷⁵ Všechny zde uváděné generátory tento limit splnily. Ve vzorku je možné je stanovit kolorimetricky. Při eluci fyziologickým roztokem je dosahováno pH v rozmezí 4,8–8,0.

Velkou předností většiny v současnosti používaných generátorů je, že po eluci je zbytek fyziologického roztoku z kolonky generátoru vytlačen vzduchem bez přidání dalšího elučního roztoku nebo odsán vakuem z připojené evakuované lahvičky po eluci – kolonka generátoru je suchá. Toto technické řešení je výhodné zejména z důvodu eliminace vzniku produktů radiolýzy vody, zejména peroxidových radikálů HOO^· a peroxidu vodíku. Přítomnost těchto oxidačních agens je důležitá z důvodu ovlivnění redoxních procesů při značení s Na[^99mTc]O₄. ⁷⁵

Molybden-99 je z části přeměňován přímo na ⁹⁹Tc. V eluátu jsou tedy zastoupeny oba izotopy technecia – ^99mTc a ⁹⁹Tc. V čase uplynulém od poslední eluce stoupá zastoupení ⁹⁹Tc a může být za určitých podmínek výraznou izotopickou nečistotou, která snižuje specifickou aktivitu eluovaného ^99mTc a tím i možný výtěžek značení. Výrobci řady kitů v SPC upozorňují, že jejich přípravky mohou být značeny eluátem, kdy předchozí eluce nebyla provedena déle než 24 h od dané eluce. U generátorů, kdy doba mezi předposlední a poslední elucí je cca 24 hodin, je poměr aktivit ^99gTc/^99mTc kolem 2,2 ± 0,1. Je-li doba mezi elucemi delší než 72 h, je patrný nárůst poměru k hodnotám 10–20, zároveň roste i zastoupení oxidačních produktů k hodnotám 5 mg/l z hodnot 0,2 mg/l. ⁷⁹

Značení dceřiným radionuklidem ^99mTc

Technecium-99m je v eluátu obsaženo ve formě Na^99mTcO₄ v oxidačním stavu 7+ (konfigurace d⁰), ve kterém není schopno tvořit značené sloučeniny přímo. ^2,8,80 Proto je nutné jej zredukovat do nižšího oxidačního stavu. K tomu jsou nejčastěji používána redukční činidla jako chlorid cínatý (dihydrát), citran cínatý, vínan cínatý, tetrahydridoboritan sodný, dithionan sodný, kyselina askorbová nebo Fe²⁺ nebo elektrolytická cesta pomocí zirkoniové anody. Oxidační stavy ^99mTc a stabilita techneciem značených sloučenin jsou ovlivňovány pomocí několika faktorů: např. pH systému, typem redukčního činidla, chemickými vlastnostnostmi ligandu, resp. dalších pomocných látek v kitu. Některé ligandy tvoří komplexní sloučeniny s techneciem ve více než jednom oxidačním stavu, v závislosti na počtu elektronů n, získaného pertechnetátu. Tedy pokud n = 2, 3, 4, 6, technecium je redukováno do stavu (V), (IV), (III) a (I). ⁸¹ Například ligandy typu diethylentetraaminpentaoctová kyselina (DTPA), pyrofosfát a další poskytují na počátku komplexy v oxidačním stavu Tc(III), který oxiduje na Tc(IV). Oxidační stavy Tc(V) a (VI) mohou disproporcionovat na (IV) jako TcO₂ a (VII) jako TcO₄^-.

                              3Tc(VI)→Tc(IV)+2Tc(VII)

                              3Tc(V)→2Tc(IV)+Tc(VII)

Tyto paralelní redoxní reakce mohou snižovat chemický výtěžek při formulaci radiofarmaka z kitu, pokud není probíhající chemická reakce zcela optimalizována nebo dojde-li ke změně redox podmínek. Některé komplexy tak mohou vyžadovat přítomnost antioxidantů. Kity pro přípravu radiofarmak jsou formulovány s přítomným redukčním činidlem, což je ve většině případů chlorid cínatý dihydrát, SnCl₂.2H₂O. Většina redukčního činidla je koordinována v komplexu s ligandem, část jako koloidní agregáty a pouze malé množství zůstane v původní formě. Zároveň je SnCl₂ snadno oxidovatelný vzdušným kyslíkem a volnými radikály. To je důvod, proč je obsah kitů inertizován a při syntéze je nutné zabránit nadbytečnému přístupu vzduchu do lahvičky obsahující lyofilizát. Kromě degradace spojené se vzdušným kyslíkem mohou způsobovat rozklad komplexů i radikály vzniklé autoradiolýzou. Oxidativní degradace je způsobována radikály OH^· a reduktivní H^· nebo e^-(aq). Proto je vhodné do kitů přidávat jejich vychytávače jako např. kyseliny askorbovou, gentisovou nebo paraaminobenzoovou. ⁸² V některých případech však může přídavek vzduchu pomoci snížit množství nečistot, např. jako v [^99mTc]MAG3, kde pomáhá oxidovat nadbytek Sn²⁺ iontů, které mohou snižovat oxidační stav technecia; nebo v [^99mTc]tetrofosminu, kde dochází k minimalizaci autoradiolýzy díky eliminaci volných radikálů. Nejjednodušší sloučeninou používanou v diagnostice však zůstává pertechnetát, který je užíván přímo.

Sloučeniny s techneciem v oxidačním stavu I

Redukce pertechnetátu Tc(VII) do stavu Tc(I) poskytuje atom technecia se 6 dalšími elektrony v konfiguraci d⁶, které musí být ve sloučenině stabilizovány p-akceptorovými ligandy, např. fosfinem (P), difosfínem (P-P), isonitrilem (CNR) nebo karbonylem (CO). Komplexy s techneciem ve stavu Tc(I) jsou stabilní v oktaedrálním uspořádání. Centrální atom je reprezentován Tc⁺ nebo Tc(CO)₃⁺. Varianta Tc(I) centrálního atomu je známa z komplexu se šesti monodentátními ligandy 2-methoxy-isobutyl isonitryl (MIBI). Kit obsahuje dále Cu/BF₃ komplex, citrát a chlorid cínatý jako redukční agens. Citrát synergizuje redukční vlastnosti Sn(IV), protože dochází ke tvorbě komplexu Sn(IV)-citrát a následně ke vzniku komplexů technecia v oxidačním stavu Tc(V) a (IV). Obdobně jsou formulovány i komplexy Sn(II) a Sn(IV) s citrátem, přičemž komplex Sn(IV) citrát je stabilnější. Zahřátím na vyšší teploty dojde k rozpadu komplexu Cu-MIBI a volný ligand MIBI je koordinován do komplexu [^99mTc]+-MIBI₆, celý proces lze vystihnout schematicky. (Obr. 8) ^83,84

Oktaedrální komplexy typu fac-Tc(CO)₃⁺ nebo komplexy s cyklopentadienylovým zbytkem CpTc(CO)₃⁺ jsou reprezentovány techneciovými komplexy s centrálním atomem typu Tc(CO₃)⁺. ⁸⁵ Tento typ centrálního atomu může být koordinován ke vhodnému bifunkčnímu chelatačnímu ligandu. Řada takových sloučenin je předmětem výzkumu.

Sloučeniny s techneciem v oxidačním stavu (III) a (IV)

Centrální atom v oxidačním stavu Tc(III) nebo Tc(IV) tvoří komplexy s koordinačním číslem 5, 6 nebo 7. V řadě komplexů se může centrální atom Tc nacházet v různých oxidačních stavech, příkladem jsou sloučeniny s DTPA (Obr. 9), citrátem a dalšími. Redukcí Tc(VII) do Tc(III) vznikne techneciový atom se 4 elektrony v konfiguraci d⁴. Velmi často může stav Tc(III) vznikat postupně redukcí přes stav Tc(V). ⁸⁶ Příkladem koordinačních sloučenin s Tc(III) v klinické praxi jsou komplexy HIDA/EHIDA nebo 2,3-dimerkaptojantarová kyselina DMSA. První zmíněná radiofarmaka jsou určena k diagnostice jater. V komplexu [^99mTc]-HIDA jsou dvě molekuly lidofeninu koordinovány k centrálnímu atomu Tc(III), analogická je situace u etifininu v přípravku [^99mTc]-EHIDA (Obr. 9). Centrální atom je stabilizován dvěma atomy dusíku a čtyřmi atomy kyslíku od obou ligandů. Celkový náboj komplexu je -1. Komplex [^99mTc]-etifenin je rychle transportován do hepatocytů, přičemž maximální akumulace je dosaženo již po 12 minutách. ^87,88

Technecium v komplexu se sukcimerem (DMSA) (Obr. 9), může v závislosti na pH, koncentraci pertechnetátu a poměru Sn(II)/Sn(IV) tvořit až čtyři různé komplexní sloučeniny. Komplexy I a II jsou formovány při nižším pH a komplexy III a IV při pH vyšším. Komplex I vzniká spontánně (Tc(IV)-DMSA) a bývá retardován v kostní tkáni, je eliminován močovými cestami s minimální retencí v ledvinách. Komplex II (Tc(III)-DMSA) vzniká redukcí formy Tc(IV)-DMSA v důsledku nadbytku Sn(II) a primárně je lokalizován v ledvinách. Komplexy III a IV vznikají jako produkty titrace komplexů I a II v alkalickém prostředí. Komplex III je rovněž zachytáván v kostech a komplex IV přednostně v ledvinách. V kitu pro přípravu radiofarmaka je finální pH 2–3 a značení probíhá ve dvou krocích, kdy nejprve dojde k formaci komplexu I a následně během 10 minutové inkubace k vytvoření komplexu II, který může být oxidován vzdušným kyslíkem zpět na komplex I. ^89,90

Redukcí Tc(VII) do oxidačního stavu Tc(IV) vznikne atom technecia s třemi dalšími elektrony v konfiguraci d³. Tento oxidační stav umožňuje vznik řady sloučenin s fosfonáty, např. kyselinou etidronovou (HDP), medronovou (MDP) nebo diethylentetraaminpentaoctovou (DTPA). V komplexu [^99mTc]-DPTA může Tc existovat v oxidačním stavu III a IV v závislosti na reakčních podmínkách, např. koncentrace SnCl₂ či pH. Koordinační vazba je v komplexu zprostředkována třemi atomy dusíku a třemi donorními atomy kyslíku. Při přípravě radiofarmaka z kitu může vzniknout jako nerozpustná hydrolyzovaná forma ^99mTcO₂. ⁹¹

Sloučeniny s techneciem v oxidačním stavu V

Centrální atom Tc v oxidačním stavu V nabývá konfigurace d², která vykazuje velký elektronový deficit a musí být stabilizována silnými donory jako O, N, S, P. Centrální atom Tc(V) je reprezentován dvěma formami Tc=O³⁺ a O=Tc=O⁺. Komplexy typu Tc=O³⁺ jsou tvořeny pyramidálním uspořádáním např. s exametazimem (HMPAO) nebo ligandy typu N₂S₂ (bicistát) nebo N₃S (mertiatid). ⁹² Exametazim je lipofilní sloučenina určená k zobrazení mozkové tkáně, která existuje ve dvou diastereomerních formách D,L- a meso-. Komerční kity obsahují D,L-racemát. (Obr. 10). Komplex s ^99mTc(V) je neutrální, lipofilní a nestabilní ve vodném prostředí. Transport hematoencefalickou bariérou je zajišťován lipofilním charakterem komplexu. Retence v mozkové tkáni je zapříčiněna glutathionem, který je odpovědný za konverzi D,L-formy na meso- formu. ^92–94 Radiofarmakum [^99mTc]-HMPAO je po rekonstituci z kitu stabilní po dobu cca 30 minut. Aby byla tato doba výrazně prodloužena, je k hotovému farmaku přidáván chlorid kobaltnatý jako stabilizátor.

Ligand ECD existuje ve dvou isomerních formách L,L- a D,D-, přičemž obě vykazují vysoký záchyt v mozkové tkáni. (Obr. 10) Díky rychlé hydrolýze esterových skupin zůstává ECD retardováno v mozkové tkání. ⁹⁵

Komplex [^99mTc]-mertiatidu slouží k zobrazení renální funkce ledvin. Značení v tomto případě probíhá pomocí transchelatace, kdy je pro přípravu komplexních sloučenin využíváno rozdílné stability dvou komplexních sloučenin. Nejprve dojde ke zformování komplexu s ligandem ve vodném prostředí, jež není natolik stabilní a dále dojde k reakci s jiným ligandem a tím ke vzniku stabilnějšího komplexu. ⁹⁶ Tento proces je zobrazen na Obr. 11.

Silné ligandy jsou méně rozpustné ve vodném prostředí než ty slabé a vyžadují zahřátí. Pokud kit obsahuje oba typy ligandů, primárně vazbu opustí ligand slabší. Po přídavku technecistanu dojde k redukci Tc⁷⁺ a je formován komplex slabého ligandu a ^99mTc. Dalším zahřátím dojde k rozpuštění silnějšího ligandu a výměně ligandů. ⁸

Oxidačního stavu Tc(V) je využíváno i ve formách komplexů TcN²⁺, kde je atom Tc vázán silným p-elektronovým donorem (N^3-) a čtyřmi dalšími donorovými atomy např. S, O, P, N. Obdobný systém je využíván pro tvorbu donor-akceptorní vazby v komplexech s analogy somatostatinu. V tomto konkrétním případě jsou použity pro vazbu tři různé ligandy: bifunkční chelatační skupina HYNIC, monodentátní ligand trifenylsfosín-3,3´,3´´-trisulfonát trisodná sůl (TPPTS) a tetradentátní ligand tricín (N-[tris(hydroxymethyl)methyl]glycin). Oxidační stav Tc je závislý na dalších ligandech podílejících se na koordinační vazbě. ^96,97

Technecium vázané na proteiny a albuminy nemá doposud vyjasněn oxidační stav. Je předpokládána vazba technecia na thiolové skupiny lidského sérového albuminu (HSA) a agregátů albuminu. Přehled aktuálně používaných kitů a sloučenin je uveden v Tab. 5. ^74,75, kde v prvním sloupci je uvedeno zařazení podle potřeby zobrazení a dále je uveden substrát, který je značen (případně sloučenina samotná). Dále je v Tab. 5 uveden příklad použití v diagnostice, oxidační číslo technecia a jsou uvedeny příklady komerčně dodávaných radiofarmak a výrobců.

ZÁVĚR

Molybden/techneciové radionuklidové generátory jsou zcela nezastupitelné v současné nukleární medicíně. Množství prováděných vyšetření pomocí SPECT využívajících kity pro značení vypovídá o důležitosti radionuklidu pro klinickou praxi. Nic na této skutečnosti nemění ani výrazná asymetrie v produkci a obchodu s ⁹⁹Mo jakožto klíčovým mateřským nuklidem pro přípravu generátoru. I když jsou připravována řešení produkce s využitím HEU a LEU terčů, která by uspokojila poptávku po určitou dobu, bude zapotřebí zamyslet se do budoucna i nad alternativní cestou produkce. Kanadský model produkce je založen na využívání infrastruktury urychlovačů pro produkci ⁹⁹Mo nebo také přímou přípravu ^99mTc. Takovými procesy by mohly být fotoreakce ¹⁰⁰Mo(γ,n)⁹⁹Mo nebo fotony iniciované štěpením přírodního nebo ochuzeného ²³⁸U. Aktuálně je zde však nutné vyřešit řadu konstrukčních problémů. Možnosti přímé přípravy ^99mTc reakcemi ¹⁰⁰Mo(p,2n)^99mTc na obohaceném terči přinášejí také zajímavé výsledky. Výtěžky ^99mTc při energiích 7–17 MeV jsou uváděny kolem 300 MBq/μAh. Další zajímavá alternativa je reprezentována reakcí ¹⁰⁰Mo(p,pn)⁹⁹Mo, kde je výtěžek v tlustém terči při energiích 40–45 MeV uváděn kolem 140 MBq/μAh. ¹¹ Jakkoliv se zdá být projekt přípravy ^99mTc pomocí urychlovačů futuristický, má v současné době, kdy jsou zavírány starší instalace jaderných reaktorů, i své ekonomické opodstatnění a je předmětem výzkumu a vývoje. ⁹⁸ Další proměnnou v bilanci produkce ⁹⁹Mo bude přechod z HEU na LEU terče. Nízká měrná aktivita připraveného ⁹⁹Mo pomocí LEU terčů nemusí být zcela schopna pokrýt veškerou světovou poptávku. Zde bude zapotřebí zvážit možnost konstrukce nových jaderných reaktorů pro další produkci.

Technecium-99m díky rozmanitosti svých oxidačních stavů, ve kterých se může nacházet, poskytuje řadu možností pro přípravu značených sloučenin. V klinické praxi je aktuálně dostatek kitů pro diagnostiku a další ligandy, inspirované PSMA, jsou ve výzkumu nebo již v klinickém hodnocení. Samotná konstrukce radionuklidových generátorů poskytuje ^99mTc ve vynikající kvalitě jak radiochemické, tak radionuklidové. I to je důvod, proč se míra využívání ⁹⁹Mo/^99mTc generátorů neustále zvyšuje.

Poděkování: Tato práce byla podpořena zčásti grantem Českého vysokého učení technického v Praze č. SGS19/194/OHK4/3T/14 (M.V., P. S., J. K.), Technologické agentury ČR  č. TJ01000334, TJ04000129 (M.V.) a TJ04000138 (P. S. a J. K.)

martin.vlk@fjfi.cvut.cz