Hydroxyapatity v nukleární medicíně

Hydroxyapatity jsou anorganické sloučeniny, které se obvykle uvádějí sumárním vzorcem Ca₁₀ (PO₄)₆ (OH)₂, jsou také nazývané kalciumapatity a spolu s kolagenními vlákny jsou součástí osteoblastů, tj. velkých mnohojaderných buněk. Někdy se také uvádí vzorec (Ca₃(PO₄)₂) + CaCO₃. O hydroxyapatitech ^1,2,3 se v radiofarmacii hovoří nejčastějí v souvislosti se zobrazováním kostní tkáně, v souvislosti s paliativní a terapeutickou aplikací některých radiofarmak a s radiační synoviortézou.

V případě hydroxyapatitů či jiných nosičů radionuklidů je nutné rozlišovat mezi nosiči, kdy radionuklid je deponován pouze na povrchu částic či je vestavěn do matrice nosiče. Z hlediska terminologického se vždy jedná o injekční suspenze o definované velikosti částic v daném intervalu.

Mechanismus uvolňování radionuklidu z matrice v případě povrchové sorpce lze popsat jako u generátorových systémů pojmy rozdělovací koeficient K_D radionuklidu v systému pevný sorbent a kapalná fáze, případně separačním faktorem. Nežádoucí desorpce radionuklidu z povrchu částic je studována pomocí jeho elučního profilu. Ten lze popisovat řadou matematických funkcí (převodových jednotek, teorií pater, náhradních funkcí a Akselrudovou teorií).

Pokud však se jedná o případ nosiče, kdy je radionuklid zabudován do jeho matrice, většinou se jedná o precipitaci. Pak je nutné uvažovat při studiu úniku radionuklidu ještě proces difuze při migraci radionuklidu na povrch matrice; může se jednat o samodifuzi, ale především o difuzi na základě vytvořeného koncentračního gradientu uvnitř částic suspenze. Dále se většinou předpokládá, že do roztoku injekční suspenze přechází radionuklid pouze desorpcí z povrchu matrice. Řídícím dějem celého procesu je nejpomalejší děj (asi difuze).

Preparační historie např. nanočástic, tj. jakým způsobem jsou nanočástice připravovány (teplota srážení, pH, použití např. technologie sol-gel, případné sušení xerogelu) je velmi důležitá pro jejich stabilitu.

Studium matrice nanočástic často také může zahrnovat radiační stabilitu nanočástic nebo jejich rentgenovou strukturní analýzu, tj. stanovení mřížkových parametrů. Pomocí studia infračervených spekter mohou být prokázány změny adsorpčních pásů odpovídajících OH vibracím molekul vody v závislosti na teplotě sušení. ⁴

V souvislosti s únikem radionuklidu z nanočástic se téměř vždy jedná o nežádoucí proces a většinou je v příslušném lékopisném článku či v parametrech kvality definován limitní hodnotou. Velmi bedlivě je únik radionuklidu z hlediska jeho radiotoxicity posuzován u radionuklidů emitujících alfa částice.

Důležitým parametrem nanočástic či jiných pevných částic injekčních suspenzí je stanovení jejich porozity a měrného povrchu a dále stabilita struktury z hlediska uvolňování dalších nežádoucích látek do roztoku injekční suspenze.

Stabilita nanočástic musí být již v preklinické fázi prokázána jejich stabilitou ve fyziologickém prostředí (teplota 36–42 °C).

V případě nanočástic obsahujících 223Ra je nutné ve studiích podrobně hodnotit možný únik radionuklidu mimo nanočástice. Preparační historie, která především určuje vlastnosti nanočástic, jejich stabilitu v injekčním roztoku a ve fyziologickém prostředí, je velmi důležitá k jejich dalšímu hodnocení a následným preklinickým testům na zvířatech.

František Melichar

Klinika nukleární medicíny, 3. LF UK a FNKV, Praha 10; RadioMedic s. r. o., Husinec-Řež, ČR

melichar@radiomedic.cz