เครื่องปฏิกรณ์เภสัชรังสีคืออะไร? การออกแบบ การป้องกัน และการใช้งาน

รีอัคเตอร์ยาเรดิโอ คืออะไร? การออกแบบ การป้องกัน และการใช้งาน

ตอบคําถามหลัก:หน่วยปฏิกิริยายาเรดิโอฟาร์มาซิวติกส์คืออะไร และมันผลิตและแปรรูปสารเรดิโอไอโซโทปทางการแพทย์ได้อย่างไร ภายใต้ GMP และความต้องการความปลอดภัยจากรังสี?A radiopharmaceutical reactor is a specialized synthesis system—typically a microfluidic or miniaturized reactor module enclosed in a shielded hot cell (50-100mm lead or tungsten walls)—designed to produce, ตราและทําความสะอาดสารเรดิโอไอโซโทปทางการแพทย์สําหรับการวินิจฉัยภาพการวินิจฉัย (PET/SPECT) และการรักษาด้วยสารเรดิโอไอโซโทปที่มีเป้าหมาย80% ของการวินิจฉัยภาพการวินิจฉัย, แกลเลียม - 68 (Ga - 68, ช่วงเวลาครึ่งชีวิต 68 นาที, สารสกัดโพซิตรอนสําหรับ PET) และลูเตเซียม - 177 (Lu - 177, ช่วงเวลาครึ่งชีวิต 6. 7 วัน, สารสกัดเบต้าสําหรับการรักษาเรดิโอนูคลิดของตัวรับเพปติด PRRT)หน่วยปฏิกิริยาเหล่านี้ทํางานภายใต้ GMP เกรด A (ISO 5) สภาพห้องสะอาดตาม EU GMP รายละเอียด 1 และ USP <823>, ด้วยความบริสุทธิ์ทางเรดิโอเคมี (RCP) มากกว่า 95% โมดูลสังเคราะห์อัตโนมัติที่มีการบูรณาการปรับปริมาณและความปลอดภัยจากการรังสีตาม 10 CFR ตอนที่ 35 (US NRC) และขีดจํากัดปริมาณ ICRP.

1หลักการออกแบบหลักของปฏิกิริยาเรดิโอฟาร์มาเซุติกส์

การออกแบบปฏิกิริยายาเรดิโอฟาร์มัสเซียรวมหลักการวิศวกรรมเชี่ยวชาญสี่หลัก:

• การ ป้องกัน โรครังสี และ การ ออกแบบ เซลล์ร้อนโมดูลสังเคราะห์ถูกจัดตั้งอยู่ในเซลล์ร้อนที่มีผนัง 50-100 มม.ขนาดในการลดรังสีกามาม่า/รังสีเอ็กซ์ต่ํากว่า 2 mrem/h ที่พื้นผิวผู้ใช้งาน (หลักการ ALARA ส่วน 20 ของ CFR 10)ชั้นครึ่งค่า (HVL) ของหมึกสําหรับ Tc-99m กามาม่า 140 keV คือ 0.03 ซม.สําหรับฟอตอนการทําลาย Ga-68 511 keV, HVL คือ 0.04 ซม, ดังนั้น 75 มม Pb ให้ 187 HVLs. เซลล์ร้อนรักษาความดันลบ (−0.05 ถึง -0.1 นิ้ว) กับก๊าซออกที่กรอง HEPA, ความสะอาดระดับ ISO 5 (ระดับ A),และการปรับปรุงประตูถุงมือสําหรับการบรรจุสารปฏิกิริยาบนฐานคาเซ็ต.
• การประมวลผลและการสังเคราะห์ของไมโครฟลิวไดซ์สําหรับไอโซโทปที่มีอายุสั้นเช่น Ga-68 (ช่วงเวลาครึ่งชีวิต 68 นาที) การสังเคราะห์ต้องเสร็จสิ้นภายใน 1-2 ระยะเวลาครึ่งชีวิต (68-136 นาที) รวมถึงการทําความสะอาดและการควบคุมคุณภาพชิปปฏิกิริยาไมโครฟลิวไดซ์ (ขนาดช่อง 100-500 ไมครอน), ปริมาณปฏิกิริยา 10-100 มิกรอลิตร) ให้การผสมในช่วงเวลาไม่ถึงนาที, การควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยํา (± 0.1C) และลดการบริโภคสารปฏิกิริยา 10-100 เท่า สําหรับการสังเคราะห์ Ga-68 DOTATATEโมดูลอัตโนมัติทํา: การฟื้นฟูเป้าหมาย (5 นาที), การทําความสะอาด (10 นาที), การประสานเพปติด (10 นาที, 95C), การทําความสะอาด HPLC (15 นาที) และการจัดทํา (10 นาที) รวมทั้งสิ้น 50 นาที (74% ของเวลาครึ่งชีวิตหนึ่ง)
• ความสอดคล้อง GMP Grade A และ USP < 823>โมดูลการสังเคราะห์ยาเรดิโอฟาร์มัสเซียทํางานในสภาพแวดล้อมระดับ ISO 5 (ระดับ A) ตาม EU GMP แผนก 1.USP < 823> (ยาทอมกราฟีการออกอากาศโพซิตรอนสําหรับการใช้ในการวิจัย) และ USP < 815> (ยาเรดิโอฟาร์มาเซียมสําหรับการรักษา) กําหนดเกณฑ์การปล่อย: ความบริสุทธิ์ทางเรดิโอเคมี > 95% ความบริสุทธิ์ทางเรดิโอนิคลิด > 99.9% (Tc-99m), pH 4.0-9.0, endotoxin < 175 EU/V (สําหรับ Tc-99m) หรือ < 17.5 EU/V (อายุสั้น) และความสมบูรณ์แบบของกรอง (> 50 psi จุด Bubble สําหรับกรอง 0.22 ไมครอน)โมดูลอัตโนมัติใช้แคสเซ็ตใช้ครั้งเดียวที่ถูกฆ่าเชื้อล่วงหน้า (เชื่อมต่อ ASEPT กับเซลล์ร้อนผ่านประตูโอนเชื้อล้าง) เพื่อกําจัดการติดเชื้อข้าม.

2ประเภทหลักของปฏิกิริยาเรดิโอฟาร์มาเซุติกส์

ระบบปฏิกิริยาเรดิโอฟาร์มัสเซียถูกแบ่งเป็นกลุ่มตามวิธีการผลิตไอโซโทปและการใช้งาน:

• โมดูลสังเคราะห์ Tc-99m ที่ใช้เครื่องกําเนิดเครื่องกําเนิด Mo-99/Tc-99m (คอลัมน์อัลมิเนียที่มี Mo-99 ตัวต้น, T1/2 = 66h) ถูกระคายด้วยสารเกลือ 0.9% เพื่อผลิต NaTcO4ซึ่งลด (SnCl2 หรือ borohydride) และเชื่อมต่อกับคิทลิกันด์ (MDP สําหรับสแกนกระดูก), MIBI สําหรับหัวใจ, DTPA สําหรับไต) ในปฏิกิริยาหลอดยาที่ป้องกัน โมดูลอัตโนมัติ (เช่น Orano CURIUM, GE FASTlab) ทําการระบาย, ลด, การติดป้าย, การทําความสะอาด (SPE หรือ HPLC),และการกรองแบบไร้สติใน 10-20 นาทีผ่าน: 5 - 20 ยาสําหรับผู้ป่วยต่อการสังเคราะห์ RCP > 95% ตรวจสอบโดย TLC หรือ HPLC
• โมดูลไอโซโทป PET (Ga-68, F-18) ที่ผลิตจากไซคลอตรอนไซคโลตรอนผลิต Ga-68 โดยการฉายแสงโปรตอนของเป้าหมาย Zn-68 (พลังงานโปรตอน 14-18 MeV) หรือ F-18 โดยปฏิกิริยา 18O ((p,n) 18F บนน้ําที่อุดมไปด้วย 18Oเป้าหมายถูกโอนไปยังโมดูลการสังเคราะห์ ผ่านสายส่งที่ป้องกัน, โดยที่ไอโซโทปถูกนํากลับมา, ทําความสะอาด (การแลกเปลี่ยนไอออน) และเชื่อมต่อเป็นเพปติด (DOTATATE/DOTATOC สําหรับเนื้องอกทางสมองPSMA-11 สําหรับโรคมะเร็งต่อมลูกหมาก) ในปฏิกิริยาไมโครฟลิวิด หรือ HPLC ที่ 95-100C ใน 10-20 นาทีเวลาการสังเคราะห์ทั้งหมด: 30-50 นาที (รวมการชําระ)
• โมดูลเรดิโอนูคลิดบําบัด (Lu-177, Ac-225)Lu-177 ผลิตโดยการฉายนิวตรอนของ Lu-176 (n,gamma) ในปฏิกิริยานิวเคลียร์หรือโดย 176Yb ((p,n) 177Lu ในไซคลอทรออน (ไม่มีตัวนําเพิ่ม, ความเคลื่อนไหวเฉพาะสูงกว่า)ไอโซโทปถูกเชื่อมโยงกับ DOTA-peptides (DOTATATE สําหรับ PRRT ของเนื้องอกประสาท, PSMA-617 สําหรับโรคมะเร็งต่อมลูกหมากที่แพร่กระจาย) ในปฏิกิริยาที่ป้องกันที่ 80-100C เป็นเวลา 15-30 นาที การชําระโดย HPLC หรือการสกัดในระยะแข็ง.Ac-225 (T1/2 = 10d, alpha 5.8 MeV) เป็นไอโซโทปที่กําลังเกิดขึ้นที่เชื่อมต่อกับ PSMA หรือ CD20 แอนติบอดีสําหรับการรักษาอัลฟ่า

ประเภทของปฏิกิริยาเรดิโอฟาร์มัสเซีย

คําถามที่พบบ่อย (FAQ)

คําถาม: ความหนาของการป้องกันที่จําเป็นสําหรับเซลล์ร้อน Tc-99m ยาเรดิโอฟาร์มัสเซียคืออะไร?

A: ชั้นครึ่งค่า (HVL) ของหมึกสําหรับ Tc-99m แคมะเรืองแสง 140 keV เป็นประมาณ 0.03 ซม (0.3 มม.)ขั้นต่ํา 50 มิลลิเมตรของดิน (166 HVLs) เป็นมาตรฐานสําหรับเซลล์ร้อน Tc-99mสําหรับฟอตอนการทําลายของ Ga-68 511 keV HVL คือ 0.04 ซม, จําเป็นต้องใช้ 75 มม Pb (187 HVLs) สําหรับ Lu-177 (เบต้า + กามาม่า) 75 มม Pb ปกติจะเพียงพอ วอล์ฟสเทน (ความหนาแน่น 19.3 กรัม / ซม.3 สําหรับดิน) ให้การป้องกันที่เท่าเทียมกันที่หนาน้อยกว่า 40% สําหรับการใช้งานที่จํากัดพื้นที่.

คําถาม: ทําไมเทคโนโลยีไมโครฟลิวไดซ์จึงใช้ในการสังเคราะห์ยาเรดิโอ Ga-68?

A: Ga-68 มีช่วงเวลาครึ่งชีวิต 68 นาที ซึ่งต้องการการสังเคราะห์ทั้งหมด (การฟื้นฟูเป้าหมาย การทําความสะอาด การประสานเพปติด การทําความสะอาด HPLCและการจัดทํา) จะเสร็จสิ้นภายใน 50-60 นาที (75-88% ของเวลาครึ่งชีวิตหนึ่ง)ชิปปฏิกิริยาไมโครฟลิวไดซ์ (ช่องทาง 100-500 ไมโครน, 10-100 มิโครลิตรปริมาตร) ให้การผสมผสานภายในนาที, การควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยํา (± 0.1C),และลดการบริโภคสารปฏิกิริยา 10-100 เท่า เมื่อเทียบกับเครื่องปฏิกิริยาถังยาแบบปกติซึ่งทําให้การสังเคราะห์ Ga-68 DOTATATE (เนื้องอกทางประสาท) และ Ga-68 PSMA-11 (มะเร็งต่อมลูกหมาก) ได้อย่างรวดเร็ว มีประสิทธิภาพ และสามารถผลิตใหม่ได้ ภายในช่วงเวลาครึ่งชีวิตที่ใช้ได้ของไอโซโทป

คําถาม: กติกาการปล่อย GMP และ USP สําหรับผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาเรดิโอฟาร์มัสเซียคืออะไร?

A: USP < 823> และ EU GMP แอนเน็กซ์ 1 ต้องการ: ความบริสุทธิ์ทางเรดิโอเคมี (RCP) > 95% โดย TLC หรือ HPLC; ความบริสุทธิ์ทางเรดิโอนิคลิด > 99.9% (Gamma spectroscopy เพื่อยกเว้นสารสกปรก); pH 4.0-9.0; endotoxin แบคทีเรีย < 175 EU/V สําหรับ Tc-99m หรือ < 17.5 EU/V สําหรับเครื่องติดตาม PET ที่มีอายุสั้น; ความไร้สมบูรณ์ (การฉีดฉีดตรงหรือการกรองเยื่อ) และการทดสอบความสมบูรณ์แบบของกรอง (จุดกระบอก > 50 psi สําหรับ 0.เครื่องกรอง 22 ไมครอน)สําหรับยา Lu-177 สําหรับการรักษาในปริมาณ 3.7-7.4 GBq, ความ活性เฉพาะและความบริสุทธิ์ของรังสีจะตรวจสอบด้วยการตรวจหาสายจุล gamma HPGe ก่อนการให้แก่ผู้ป่วย.

ถาม: ความแตกต่างระหว่างเครื่องปฏิกิริยาเรดิโอฟาร์มัสเซียสําหรับการวินิจฉัยและการรักษาคืออะไร?

A: เครื่องปฏิกิริยาเรดิโอฟาร์มาเซุติกส์สําหรับการวินิจฉัยผลิตตัวปล่อยแกมม่า (SPECT) หรือโพซิตรอน (PET) ที่มีช่วงเวลาครึ่งชีวิตสั้น: Tc-99m (6h, 140 keV กามม่า, โดส 25 mCi), Ga-68 (68min, 511 keV โพซิตรอน,5-10 mCi), F-18 (110 นาที, 511 keV, 10-15 mCi) ซึ่งถูกออกแบบมาเพื่อการสังเคราะห์อย่างรวดเร็ว (10-30 นาที), การใช้ยาในปริมาณที่ต่ําต่อผู้ป่วย และการผลิตที่มีความเร็วสูงเครื่องปฏิกิริยาบําบัดผลิตสารปล่อยเบต้าหรืออัลฟ่าที่มีช่วงเวลาครึ่งชีวิตที่ยาวกว่า: Lu-177 (6.7d, เบต้า 0.5 MeV, 100-200 mCi โรค), Ac-225 (10d, อัลฟา 5.8 MeV, 0.1-1 mCi โรค).และความปลอดภัยทางรังสีสําหรับการเผชิญหน้าทางการแพทย์.