Генератор технеция 99м что это
Генераторы радионуклидов
Началом истории генераторов принято считать время начала использования естественной пары радий-радон (1920 г.) для получения радиоактивного газа Rn-222, применяемого в медицине. В дальнейшем поиски подобных систем проводились, главным образом, среди искусственных радионуклидов. В 1951 г. на основе теллура-132 был создан генератор йода-132. К 1965 г. было предложено уже порядка 120 генераторных систем. Обычно метод разделения основывается на том, что дочерний и материнский радионуклиды являются различными химическими элементами. Разделение осуществляют с помощью методов хроматографии, экстракции или сублимации. Большинство коммерческих генераторов радионуклидов хроматографического типа и представляют собой стеклянную, металлическую или пластиковую колонку, помещенную в защитный кожух (рис). Колонка заполнена сорбентом, содержащим материнский радионуклид. При этом сорбент не должен связывать дочерний радионуклид, который вымывают (элюируют) из генератора, прокачивая специальный раствор (элюент) через колонку с помощью шприца, вакуумированных насосов или перистальтического насоса.
Генератор технеция-99m ГТ-4К является разработкой российский ученых и по своим характеристикам не уступает зарубежным аналогам.
Область применения
Применяется для многократного получения стерильного раствора пертехнетата натрия с технецием-99m (элюата). Радиофармпрепараты на основе пертехнетата натрия с технецием-99m используются для сцинтиграфии головного мозга, щитовидной и слюнных желез, радионуклидной ангиокардиографии и вентрикулографии, а также для селективного осмотра печени, лёгких, костей, почек и т.д.
Преимущества
Технические характеристики генератора технеция-99 м ГТ-4К
Генетические пары радионуклидов, наиболее часто используемых в генераторах радионуклидов медицинского назначения. В современной радионуклидной диагностике около 80% процедур выполняется с препаратами, получаемыми на основе генератора 99m Tc.Достаточно широко используются также генераторы ультракороткоживущих позитрон-излучающих радионкулидов Ga-68 и Rb-82.
| Радионуклиды, используемые в медицинских генераторах | |||
| Материнский радионуклид | Т 1/2 | Дочерний радионуклид | Т 1/2 |
| 99Mo | 66,02 час | 99mTc | 6,01 час |
| 113Sn | 115,5 сут | 113mIn | 99,51 мин |
| 90Sr | 28,7 года | 90Y | 64,26 час |
| 188W | 60 сут | 188Re | 16,98 час |
| 68Ge | 288 сут | 68Ga | 68,0 мин |
| 82Sr | 25,0 сут | 82Rd | 1,25 мин |
| 81Rd | 4,58 час | 81mKr | 13 сек |
По химическим свойствам технеций приближается к своему соседу по шестой группе молибдену. Однако он более всего схож со своим высшим аналогом – рением. Препараты 99m Tc получают, как правило, непосредственно в клинических условиях с использованием наборов реагентов. Реагент для получения препарата должен содержать восстановитель и комплексующий (или коллоидообразующий) агент. В ряде случаев в состав реагента включают буферные смеси, стабилизаторы и т.п.
По материалам книги «Изотопы: свойства, получение, применение». Под ред. В.Ю.Баранова. М., ИздАТ, 2000. – 704 с. Глава «Изотопы в медицине», Г.Е.Кодина
ГЕНЕРАТОР ТЕХНЕЦИЯ-99т типа ГТ-4К
Изделие медицинского назначения
«Генератор технеция-99т типа ГТ-4К»
Для многократного получения стерильного раствора пертехнетата
натрия с технецием-99т (элюат), применяемого в качестве само¬
стоятельного радиофармацевтического препарата, а также для
приготовления радиофармацевтических препаратов с технецием-
99m с помощью специальных наборов реагентов.
Для элюирования используется одна игла
4; 6; 8; 11 и 19 ГБк на установленную дату поставки
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Генератор технеция-99т типа ГТ-4К
Допускаемое отклонение активности элюата от номинальных
значений
Объем отбираемого элюата
Герметичность охранного сосуда
Масса генератора (брутто)
Максимальная мощность эквивалентной дозы гамма-излучения:
• вплотную к охранному сосуду
Устойчивость к механическим воздействиям
группа 2 ГОСТ Р 50444-92
Устойчивость к климатическим факторам внешней среды
исполнение УХЛ 4.2 ГОСТ
15150-69
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Схема генератора технеция-99т типа ГТ-4К
УСТРОЙСТВО и принцип работы генератора
ТЕХНЕЦИЯ-99т ТИПА ГТ-4К
Генератор представляет собой стеклянную колонку, содержащую сорбент с Мо-99, герметически
укупоренную и размещенную в защитном свинцовом контейнере. К генератору подключена
система коммуникаций для элюирования.
Колонка предназначена для адсорбции молибдена-99 и накопления технеция-99т. Она
герметизируется резиновыми пробками и закатывается алюминиевыми колпачками.
Защитный контейнер предназначен для биологической защиты медицинского персонала от
у-излучения изотопов молибдена-99 и технеция-99 m.
Система коммуникаций предназначена для соединения генераторной колонки с полимерным
контейнером (линия элюента) и вакуумированным флаконом (линия элюата).
Вакуумированные флаконы объемом 15 см 3 с градуировкой от 5 до 10 см 3 предназначены для
отбора необходимого объема элюата.
Полимерный контейнер, содержащий 200 см 3 элюента, представляет собой емкость с впаянной в
нее трубкой из поливинилхлорида.
При распаде молибдена-99 (Т1/2 = 66,02 час) образуется новый радиоизотоп 99m Tc с периодом
полураспада 6,012 час. Максимальная активность по 99m Tc достигается через 23 часа, что создает
возможность ежесуточного получения изотопа Tc.
При сборке генератора на предприятии-изготовителе к нему подсоединяется полимерный
контейнер с элюентом. Элюент всасывается снизу вверх, вымывая технеций-99т с сорбента по
колонке, и через стерилизующий дисковый фильтр попадает в вакуумированный флакон. 5 мл
элюента достаточно для полного извлечения Tc, однако элюирование может продолжаться до тех
пор, пока флакон не заполнится полностью (13 мл), если необходима более низкая концентрация
активности технеция-99т.
СУЩНОСТЬ МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЮАТА
ФОРМА ВЫПУСКА
Генераторы выпускают со следующими активностями радионуклида технеция-99т в элюате на дату
поставки: 4; 6; 8; 11 и 19 ГБк.
Вакуумированные стерильные флаконы для лекарственных средств вместимостью 15 мл,
предназначенные для получения элюата из генератора.
Полимерный контейнер обеспечивает сохранность стерильного изотонического раствора хлорида
натрия (далее элюент).
Защитный медицинский контейнер обеспечивает оптимальную защиту от радиации при
элюировании.
КОМПЛЕКТНОСТЬ
— генератор технеция-99т типа ГТ-4К;
— вакуумированные стерильные флаконы для лекарственных средств объемом 15 см 3 (20 шт.);
— медицинский защитный контейнер;
— транспортный упаковочный комплект;
— руководство по эксплуатации.
ТАРА И УПАКОВКА
Генератор, вакуумированные флаконы, паспорт
упаковываются в транспортный упаковочный комплект.
Транспортный упаковочный комплект состоит из
картонной коробки, амортизаторов из полистирола,
охранного сосуда (ведра). Крышка ведра герметизируется
с помощью резиновой прокладки зажимом.
Клапаны картонного ящика заклеиваются клеевой лентой
на бумажной основе и обвязываются хлопчатобумажной лентой.
Габаритные размеры: 350*350*350 мм.
Транспортный упаковочный комплект
СРОК ГОДНОСТИ
Гарантийный срок эксплуатации и хранения 15 суток на установленную дату поставки.
В течение срока годности изготовитель гарантирует соответствие изделия техническим условиям.
«Натрия пертехнетат, 99m Tc из генератора»
Раствор для внутривенного введения
• сцинтиграфия щитовидной и слюнной желез;
• сцинтиграфия головного мозга;
• радионуклидная ангиокардиография и вентрикулография;
• натрия пертехнетат, 99m Tc широко используется для приготовления
различных радиофармацевтических препаратов на основе наборов
соответствующих реагентов
ГЕНЕРАТОР ТЕХНЕЦИЯ-99т типа ГТ-4К
Изделие медицинского назначения
«Генератор технеция-99т типа ГТ-4К»
Для многократного получения стерильного раствора пертехнетата
натрия с технецием-99т (элюат), применяемого в качестве само¬
стоятельного радиофармацевтического препарата, а также для
приготовления радиофармацевтических препаратов с технецием-
99m с помощью специальных наборов реагентов.
Для элюирования используется одна игла
4; 6; 8; 11 и 19 ГБк на установленную дату поставки
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Генератор технеция-99т типа ГТ-4К
Допускаемое отклонение активности элюата от номинальных
значений
Объем отбираемого элюата
Герметичность охранного сосуда
Масса генератора (брутто)
Максимальная мощность эквивалентной дозы гамма-излучения:
• вплотную к охранному сосуду
Устойчивость к механическим воздействиям
группа 2 ГОСТ Р 50444-92
Устойчивость к климатическим факторам внешней среды
исполнение УХЛ 4.2 ГОСТ
15150-69
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Схема генератора технеция-99т типа ГТ-4К
УСТРОЙСТВО и принцип работы генератора
ТЕХНЕЦИЯ-99т ТИПА ГТ-4К
Генератор представляет собой стеклянную колонку, содержащую сорбент с Мо-99, герметически
укупоренную и размещенную в защитном свинцовом контейнере. К генератору подключена
система коммуникаций для элюирования.
Колонка предназначена для адсорбции молибдена-99 и накопления технеция-99т. Она
герметизируется резиновыми пробками и закатывается алюминиевыми колпачками.
Защитный контейнер предназначен для биологической защиты медицинского персонала от
у-излучения изотопов молибдена-99 и технеция-99 m.
Система коммуникаций предназначена для соединения генераторной колонки с полимерным
контейнером (линия элюента) и вакуумированным флаконом (линия элюата).
Вакуумированные флаконы объемом 15 см 3 с градуировкой от 5 до 10 см 3 предназначены для
отбора необходимого объема элюата.
Полимерный контейнер, содержащий 200 см 3 элюента, представляет собой емкость с впаянной в
нее трубкой из поливинилхлорида.
При распаде молибдена-99 (Т1/2 = 66,02 час) образуется новый радиоизотоп 99m Tc с периодом
полураспада 6,012 час. Максимальная активность по 99m Tc достигается через 23 часа, что создает
возможность ежесуточного получения изотопа Tc.
При сборке генератора на предприятии-изготовителе к нему подсоединяется полимерный
контейнер с элюентом. Элюент всасывается снизу вверх, вымывая технеций-99т с сорбента по
колонке, и через стерилизующий дисковый фильтр попадает в вакуумированный флакон. 5 мл
элюента достаточно для полного извлечения Tc, однако элюирование может продолжаться до тех
пор, пока флакон не заполнится полностью (13 мл), если необходима более низкая концентрация
активности технеция-99т.
СУЩНОСТЬ МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЮАТА
ФОРМА ВЫПУСКА
Генераторы выпускают со следующими активностями радионуклида технеция-99т в элюате на дату
поставки: 4; 6; 8; 11 и 19 ГБк.
Вакуумированные стерильные флаконы для лекарственных средств вместимостью 15 мл,
предназначенные для получения элюата из генератора.
Полимерный контейнер обеспечивает сохранность стерильного изотонического раствора хлорида
натрия (далее элюент).
Защитный медицинский контейнер обеспечивает оптимальную защиту от радиации при
элюировании.
КОМПЛЕКТНОСТЬ
— генератор технеция-99т типа ГТ-4К;
— вакуумированные стерильные флаконы для лекарственных средств объемом 15 см 3 (20 шт.);
— медицинский защитный контейнер;
— транспортный упаковочный комплект;
— руководство по эксплуатации.
ТАРА И УПАКОВКА
Генератор, вакуумированные флаконы, паспорт
упаковываются в транспортный упаковочный комплект.
Транспортный упаковочный комплект состоит из
картонной коробки, амортизаторов из полистирола,
охранного сосуда (ведра). Крышка ведра герметизируется
с помощью резиновой прокладки зажимом.
Клапаны картонного ящика заклеиваются клеевой лентой
на бумажной основе и обвязываются хлопчатобумажной лентой.
Габаритные размеры: 350*350*350 мм.
Транспортный упаковочный комплект
СРОК ГОДНОСТИ
Гарантийный срок эксплуатации и хранения 15 суток на установленную дату поставки.
В течение срока годности изготовитель гарантирует соответствие изделия техническим условиям.
«Натрия пертехнетат, 99m Tc из генератора»
Раствор для внутривенного введения
• сцинтиграфия щитовидной и слюнной желез;
• сцинтиграфия головного мозга;
• радионуклидная ангиокардиография и вентрикулография;
• натрия пертехнетат, 99m Tc широко используется для приготовления
различных радиофармацевтических препаратов на основе наборов
соответствующих реагентов
Ядерная медицина на примере технеция
Томографические срезы интенсивности гамма-излучения меченого 99m Tc препарата.
Короткоживущий изомер технеция 99m Tc – зонд (трассер), перемещение которого по организму и накопление можно контролировать с помощью томографии гамма-квантов, вылетающих при изомерном переходе этого нуклида. Он обладает коротким периодом полураспада (Т = 6,04 часа, распадаясь в основное состояние 99 Tc, тоже радиоактивный изотоп, но с периодом полураспада уже 214 тысяч лет), у технеция нет стабильных изотопов, он незнаком наше биохимии, поэтому он не встраивается в метаболические пути в организме и быстро выводится. Еще одним важным полезным свойством является энергия γ-излучения (140 кэВ) — она достаточно велика, чтобы проникать сквозь ткани и достаточно мала, что бы не вызывать их переоблучения.
Схема, иллюстрирующая получение технеция путем промытия колонки с материнским изотопом, находящейся в свинцовой защите специальной средой, вымывающей технеций.
В итоге сегодня в мире 80% диагностических процедур с использованием радиофармпрепаратов приходится на 99m Tc — это порядка 30 млн. процедур в год, в деньгах же Технеций — примерно 1/4 всей ядерной медицины. Диагностика трейсером выглядит как исследование динамики перемещения в организме специально подобранных молекул препарата с технецием; википедия знает множество таких веществ для диагностики разнообразных видов рака. При этом обычно маркирующий препарат накапливается (или не накапливается) в больном (здоровом) органе, и это легко увидеть однофотонным сцинциляционным томографом.
Собственно, вот и он — однофотонный (в отличие от ПЭТ томографов, регистрирующих два фотона аннигиляции позитронов бета-плюс распада) сцинциляционный томограф.
Однако, как мне кажется, гораздо более поразительная, чем сама диагностика, вещь — это получение радиофармпрепарата. Задумайтесь: время полураспада технеция 6 часов — за 24 часа распадается 94% этого изотопа, а значит, препарат нельзя купить в аптеке, да его и перевозить-то сложно: даже перемещая его по городу можно потерять половину активности. Давайте раскрутим цепочку диагностической процедуры с конца до начала, а потом посмотрим на мировой рынок этого изотопа.
Как уже можно догадаться, препараты технеция для диагностики получают прямо в больнице с помощью довольно пугающих по своей серьезности радиохимических процедур. 99m Tc — единственный дочерний изотоп радиоактивного молибдена 99 Mo, период полураспада которого 2.75 дня. Молибден 99 доставляют в больницу в виде генераторов технеция — свинцовых контейнеров, в которых находится колонка с осажденным молибденом.
Генераторы технеция живьем…
И в разрезе.
В 20-килограммовом генераторе содержится обычно от 0,5 до 5 Кюри (Кюри — это такая единица активности, определенное количество распадов в секунду. Еще одна похожая единица — Беккерель (Бк), один Ки равен 3,7*10 10 Бк) активно распадающегося молибдена. Для получения радиохимпрепарата сквозь колонку промывается химическое вещество которое элюирует (захватывает) технеций. Обычно для этого на генератор надеваются две ампулы: одна с элюэнтом, а вторая с вакуумом, причем на вакуумную ампулу надевается свинцовый экран.
Наконец, набрав раствора 99m Tc на его базе готовят радиофармпрепарат. Не поленитесь посмотреть видео ниже: правила обращения с радиоактивной фармой, наводят на мысль, что не очень-то полезно вводить это внутрь 🙂 Средний диагностический тест требует примерно 250 МБк (0,06 Ки) технеция и приводит к получению дозы в 50 мЗв (5 бэр) — примерно одна предельно допустимая годовая доза для персонала АЭС.
Следующий вопрос: откуда берутся генераторы технеция, наполненные 99 Mo? Здесь вступают в игру ядерные реакторы. 99Mo — это один из осколков 235U, в продуктах деления урана его примерно 6,3%. Любой работающий гигаваттник содержит в своем топливе сотни грамм этого изотопа, при том, что потребление для медицинских нужд — всего около 1 грамма в год. Однако только остановка и извлечение ТВС из мощного энергетического реактора занимает столько времени (несколько суток), что от молибдена не остается практически ничего.
Взяв колбочку с настоящим раствором молибдена-99 в руку, можно этой руки лишиться — радиоактивность такой колбы будет порядка 100 рентген в секунду на поверхности.
Поэтому 99 Mo получают, облучая на исследовательских реакторах небольшие (десятки грамм) мишени из высокообогащенного 235U (наличие 238 изотопа в мишени дает нежелательные радиотоксичные трансурановые элементы: плутоний, нептуний, америций). После извлечения из реактора мишени выдерживают 1-2 суток для распада еще более активных, чем молибден, осколков, затем растворяют в азотной кислоте или щелочи и химическим способом в горячей камере экстрагируют 99 Mo. Наконец, очищенный раствор с радиоактивным молибденом передают на производство генераторов технеция, где он заряжается в сорбционную колонку. Последний процесс также происходит в горячих камерах, но мало того — на GMP производстве (система стандартов фармпроизводства, обеспечивающая стерильность и качество препаратов).
Вообще говоря, КПД процесса извлечения 99 Mo из урановой мишени невысок: кроме того что используется мизерная часть дорогого урана 235, так еще и из наработанного молибдена всего несколько процентов попадет в генераторы технеция — остальное уйдет с остальными продуктами деления в радиоактивные отходы или распадется до переработки. Небольшой кпд, работа с оружейным ураном, большое количество радиоактивных отходов определяют дороговизну молибдена — порядка 50 миллионов долларов за грамм в генераторе. Спасает только то, что этот грамм позволяет провести десятки миллионов тестов.
Канадский реактор NRU использует мощную перегрузочную машину, которую ожидаешь увидеть скорее на АЭС. Его мощность 135 мегаватт тепловых — один из самых мощных исследовательских реакторов в мире
Однако в эту сложившуюся еще в 80-х компанию в 2010 году ворвался отечественный поставщик 99 Mo — известный институт НИИАР, обладающий мощнейшим парком реакторов для облучения. Облучение ведется на известном нам реакторе СМ, переработка — на радиохимической линии РОМОЛ-99, и самый большой в мире (на одной площадке) парк исследовательских реакторов позволяет производить до 25% мировых потребностей, что использовалось в начале 2010-х канадцами Nordion во время закрытия реактора NRU на ремонт и модернизацию. Вообще, старение основных реакторов-производителей медицинских радиоизотопов повышает возможности Росатома и других новых производителей (например, нового исследовательского реактора OPAL в Австралии) по завоеванию рынка.
Неказистая РОМОЛ-99 (вид со стороны операторов) способна обеспечить 25% мировой потребности в молибдене-99
Она же внутри горячей камеры
Есть в России и производство полного цикла. НИФХИ имени Л.Я.Карпова (расположенный в Обнинске) облучает мишени в своем бассейновом реакторе ВВР-ц мощностью 15 мегаватт.
Облучение ведется в 4 каналах реактора, куда загружаются специальные сборки с внешним охлаждением.
Внешний вид ВВР-ц 
Мишени облучаются в реакторе в течение приблизительно недели, после чего извлекаются, выдерживаются двое суток для распада самых активных осколков деления и перерабатываются в горячих камерах НИФХИ.
Чертеж одной мишени. Видно, что урана тут совсем немного
Горячяя камера для работы с раствором 99Mo
НИФХИ изготавливает генераторы технеция на своем GMP производстве. Его мощность — порядка 200 генераторов в неделю, с каждого из которых можно получить до 20 порций технеция для диагностики. Зарядка генераторов, как и все остальные этапы, — кропотливая работа в горячей камере.
Зарядка генераторов технеция производится в стерильных и радиационно-защищенных условиях.
Рынок облученных мишеней сегодня — порядка 50 миллионов долларов, раствора молибдена — 80 миллионов, генераторов технеция — 150, а медицинских процедур — 2 миллиарда долларов. Такой рынок уже вполне окупает создание специальных установок для получения 99Mo, причем в основном разработки направлены на создание активационных или осколочных ускорительных машин, т.е. ускорителей с нейтронным источником (как ESS), вызывающих реакцию вынужденного деления U238 или нейтронного захвата в мишени 98Mo. Пока эти разработки дают более дорогой молибден, чем в уже построенных реакторах, но более дешевый, чем если бы реактор пришлось бы построить специально только для наработки медицинских радиоизотопов. Кроме того, подобные ускорительные установки можно ставить прямо в госпиталях (в госпиталях уже стоит довольно много ускорителей для терапии и наработки короткоживущих диагностических изотопов — например, 18F) в отличие от реакторов.