полезная метода

Взаимодействуя с веществом, α-частицы теряют энергию; при этом происходит ионизация молекул вещества. Проникающая способность α- частиц невелика, но пробег может превышать толщину слоя эпидермиса кожи (70 мкм) и облучать клетки базального слоя. Для защиты от внешних потоков α-частиц достаточно тонких защитных экранов. Слой воздуха около 5,6 см полностью поглощает частицы с энергией 7 МэВ. Для защиты рук от внешнего потока α-частиц достаточно хирургических перчаток.

При β-излучении наблюдается испускание электронов или электронный захват. β-Распад сопровождается γ-излучением:

*

AZX AZX+γ

γ-Излучение – электромагнитное излучение, испускаемое радиоактивными элементами, характеризующееся меньшими длинами волн, чем у рентгеновских лучей. β-Излучение всегда сопутствует α-распаду и β- превращениям. Его проникающая способность чрезвычайно велика. γ- Излучение распространяется со скоростью света и имеет слабую ионизирующую способность.

Все типы ионизирующих излучений взаимодействуют с тканями организма на атомарном и молекулярном уровнях. Например, могут индуцировать в организме свободно-радикальные реакции. При ионизации молекул воды биообъекта образуются свободные радикалы типа •ОН или •Н.

Единицей измерения радиоактивности в СИ, используемой при характеристике радиофармацевтических препаратов, является беккерель (Бк); 1 Бк — активность радионуклида в источнике, в котором за 1 с происходит один акт распада. Широко используются кратные единицы: кБк (103 Бк),

МБк (106 Бк).

В ГФ использованы внесистемные единицы: кюри (Ku). I Кu —

активность радионуклида в источнике, в котором за I с происходит 3,7·1010 актов распада, т.е. 1 Кu = = 3,7·1010 Бк.

Единицей измерения энергии ионизирующего излучения в СИ является джоуль (Дж). Энергию радиоактивного излучения отдельных частиц обычно измеряют в мегаэлектронвольтах (МэВ): 1 МэВ = 1,6·10–13 Дж = 0,16 пДж (пикоджоулей).

Аппаратура, используемая для диагностики при введении радиофармацевтических препаратов, представляет собой различные типы сцинтилляционных или полупроводниковых гамма-спектрометров.

411

§2. Понятие радиоактивных препаратов. Классификация

Радиоактивные препараты (англ. radiopharmaceuticals; син.: радиофармпрепараты, радиоиндикаторы, радиофармацевтические препараты (соедине́ния, средства)) - радиоактивные изотопы или их соединения с различными неорганическими или органическими веществами, предназначенные для медико-биологических исследований, радиоизотопной диагностики и лечения различных заболеваний, главным образом для лучевой терапии злокачественных опухолей.

Для диагностических целей применяются радиоизотопы, которые при введении в организм участвуют в исследуемых видах обмена веществ или изучаемой деятельности органов и систем, и при этом могут быть зарегистрированы методами радиометрии. Такие радиоактивные препараты, как правило, имеют короткий эффективный период полураспада, что обусловливает незначительную лучевую нагрузку на организм обследуемого.

Критерием выбора радиоактивных препаратов, предназначенных для лучевой терапии злокачественных новообразований, является возможность создания необходимой лечебной дозы ионизирующего излучения в области новообразования при минимальном воздействии на окружающие здоровые ткани. Такой эффект достигается путём применения радиофармпрепаратов в различных агрегатных состояниях и формах доставки в организм (растворы, суспензии, гранулы, иглы, проволока, аппликационные повязки и др.) и использованием наиболее подходящих по виду и энергии излучения изотопов.

Радиоактивные препараты подразделяются на открытые и закрытые:

412

Взакрытых препаратах радиоактивный материал заключен в защитное покрытие или капсулу, предотвращающую радиоактивное загрязнение окружающей среды и контакт с радиоактивным соединением пациента и персонала.

Воткрытых препаратах осуществляется прямой контакт радиоактивного вещества с тканями организма и окружающей средой.

Влечебных целях применяются и некоторые открытые радиоактивные фармпрепараты. Одни из них избирательно накапливаются в том или ином

патологическом очаге. Например, раствор натрия йодида с радионуклидом 131I вводят внутрь для лечения тиреотоксикоза и метастазов опухолей

щитовидной железы. Другие непосредственно вводят в ткань, подлежащую облучению, напр. коллоидные растворы с радионуклидами 32Р, 90Y и 198Au - в лимфотически сосуды и полости для лечения злокачественных опухолей. Основным действующим радиационным фактором в этих случаях является бета-излучение, которое позволяет облучать патологический очаг при минимальном повреждении окружающих тканей.

Выбор радионуклида определяется основными радиационнофизическими характеристиками: периодом полураспада, к-рый должен по возможности соответствовать продолжительности диагностического исследования; типом и энергетическим спектром излучения, удобным для детектирования и коллимации и по возможности не обладающим сопутствующим излучением, создающим помехи для детектирования. Уровень облучения при радиодиагностических процедурах не представляет радиационной опасности для пациента.

Существует группа открытых радиопрепаратов, которые не вводят в

организм, а используют для радиоиммунного анализа проб крови, мочи, желудочного сока и других жидкостей организма. Такие препараты, обычно меченные 125I, применяют для количественного определения содержания ферментов, гормонов, витаминов и белков, причем соответствующие тесты проще и чувствительнее обычных биохимических методов.

В целях обеспечения радиационной безопасности при использовании любых радиоактивных препаратов необходимо соблюдать "Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений".

§3. Список используемых радиоизотопов

Разработка, создание и применение радиофармацевтического средства осуществляются в соответствии с Федеральными законами «О лекарственных средствах» от 5.06.1998 № 86-ФЗ и «О радиационной безопасности населения» от 9.01.1996 № З-ФЗ.

Медицинское применение новых радиофармацевтических препаратов, рекомендованных Фармакологическим комитетом и утвержденных Департаментом контроля качества лекарственных средств, возможно на основании соответствующего Приказа министра здравоохранения РФ.

413

Одним из основополагающих принципов разработки нормативов содержания радионуклида в ЛС является принцип радиационной безопасности, заключающийся в непревышении допустимых пределов индивидуальных доз облучения пациента (индикаторные дозы). Нормы радиационной безопасности при медицинском облучении устанавливаются в соответствии с Федеральными законами «О радиационной безопасности населения» и «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения», а также с учетом международных научных рекомендаций.

Эффективная доза — величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Эффективная годовая доза — сумма эффективной дозы внешнего облучения, полученной за календарный год, и ожидаемой эффективной дозы внутреннего облучения, обусловленной поступлением в организм радионуклидов за этот же год.

Радиофармацевтические препараты поступают в лечебнодиагностические учреждения как в виде готовых к применению форм, так и в виде наборов для их приготовления. В последнем случае радиофармацевтический препарат готовится в лаборатории из набора реагентов и радиоактивной метки непосредственно перед использованием.

Наибольшее распространение получили следующие готовые фармацевтические препараты: «Изотонический раствор NaI-131», «Гиппуран-I-131», «Йодокапс». Среди наборов для приготовления радиофармацевтических препаратов на основе короткоживущего радионуклида технеция "Тс перечислим лишь некоторые: «Макротех», «Пертехнетат», «Технефор», «Технемаг», «Пирфотех».

Для оценки качества радиофармацевтических препаратов устанавливают их подлинность и измеряют активность. С этой целью определяют период полураспада (τ1/2), удельную активность (отношение активности радионуклида в препарате к массе препарата или к массе элемента) или объемную активность (отношение активности радионуклида в препарате к объему препарата).

Показатели качества (радиоизотопная и радиохимическая чистота, химическая чистота), методы анализа, сроки годности в соответствии с радиохимической стабильностью, условия хранения, меры предосторожности при обращении основных радиофармацевтических препаратов приведены в таблице 1. Следует обратить внимание, что в приведенных примерах испытания на чистоту характеризуются определением не только допустимых и недопустимых примесей других элементов (химическая чистота), но и оценкой содержания других радиоактивных изотопов в препарате (ее указывают, например, в виде доли от общей радиоактивности). Таким образом, для радиофармацевтического препарата важна характеристика радионуклидного состава.

414

Таблица 1. Список используемых радиоизотопов

Показатели качества (радиоизотопная и радиохимическая чистота, химическая чистота), методы анализа, сроки годности в соответствии с радиохимической стабильностью, условия хранения, меры предосторожности при обращении основных радиофармацевтических препаратов приведены в таблице 1. Следует обратить внимание, что в приведенных примерах испытания на чистоту характеризуются определением не только допустимых и недопустимых примесей других элементов (химическая чистота), но и оценкой содержания других радиоактивных изотопов в препарате (ее указывают, например, в виде доли от общей радиоактивности). Таким образом, для радиофармацевтического препарата важна характеристика радионуклидного состава.

Радиоактивный препарат называется радиохимически чистым, если в нем не содержатся примеси радионуклидов других элементов, кроме данного. Так, водный раствор, содержащий радионуклид 1311, в форме Nal, является радиохимически чистым, если в нем нет примеси радионуклидов других элементов, например 90Sr или 95Zr. Аналогично водный раствор НВr, содержащий изотопы 80Вr и 82Вr, также считается радиохимически чистым.

Кроме того, при оценке радиохимической чистоты радиофармацевтического препарата оценивают:

а) отношение активности радионуклида в основном химическом веществе препарата к общей активности радионуклида в препарате (в %);

б) наличие радиохимических примесей — примесей других химических соединений, содержащих тот же радионуклид, что и основное вещество (в %).

Например, при описании радиохимической чистоты «Раствора индия хлорида» в USP-24 указано, что в препарате должно быть не менее 95% индия хлорида.

Радиофармацевтические препараты испытывают на радионуклидную чистоту. Ядерно-физически чистые радиоактивные препараты содержат только один радионуклид. Таким образом, эти препараты одновременно являются и радиохимически чистыми. При загрязнениях результаты измерений представляют как отношение активности основного радионуклида к общей активности препарата, обусловленной в том числе и присутствием радионуклидных примесей как того же, так и других элементов (в %).

Для количественного анализа радиофармацевтических препаратов используют сравнительный способ расчета активности испытуемого препарата и эталона в идентичных условиях. При этом определяют удельную

иотносительную активность по сравнению с эталоном.

ВРоссии существует система Государственного контроля качества радиофармацевтических препаратов, выпускаемых отечественной промышленностью. Его осуществляет Государственный НИИ контроля качества лекарственных средств.

Растворы радиоактивных препаратов упаковывают и хранят, руководствуясь требованиями и специальными правилами. Растворы

416

фармакопейных радиоактивных препаратов выпускают во флаконах, закрытых резиновыми пробками с металлическими колпаками, упакованными в защитные контейнеры. Флаконы должны иметь этикетку с названием препарата и изотопа. К контейнеру прилагают паспорт, в котором указывают активность препарата и содержание в нем химических, радиохимических и радионуклидных примесей.

Хранят растворы радиоактивных препаратов по списку А в специальных шкафах для радиоактивных веществ, строго соблюдая правила. Из организма радиоактивные препараты выводятся постепенно через желудочно-кишечный тракт (до 90%) или через почки (до 10%), значительно реже – через слизистую оболочку рта, кожу, потовые и молочные железы.

Перечень некоторых радиофармацевтических препаратов, для которых представлены фармакопейные статьи в Европейской Фармакопее: «Йодированный [125I] альбумин для инъекций»; «Хром [51Сr] эдетат для инъекций»; «Раствор цианокобаламина [57Со]»; «Цитрат железа [59Fe] для инъекций»; «Цитрат галлия [67Ga] для инъекций»; «Коллоидальное золото [l98Au] для инъекций»; «Z-селенометионин [75Se] для инъекций»; «Натрия хромат [51Сг] стерильный раствор»; «Натрия йодида [1311] раствор»; «Ксенон [133Хе] для инъекций».

417

ИТОГОВАЯ РАБОТА № 1

1.Химическая термодинамика, задачи термодинамики.

2.Определения и понятия термодинамики: система (классификация), параметры (типы параметров) и функции состояния системы, внутренняя энергия системы, энтальпия, энтропия, теплота, работа, теплота образования веществ, теплота сгорания, теплота нейтрализации).

3.Первый закон термодинамики, формулировки, математическое выражение в изоьарно-изотермических и изохорно-изотермических условиях). Теплосодержание системы.

4.Закон Гесса (формулировка и треугольник Гесса) и следствия из него (формулировки и математические уравнения).

5.Биоэнергетика. Калорийность белков, жиров, углеводов. Диетология.

6.Энтропия как мера неупорядоченности системы (уравнение Больцмана). Влияние различных факторов на величину энтропии.

7.Второй закон ТД. Энтропия как мера самопроизвольности процессов в изолированных системах. Третий закон ТД (Постулат Планка).

8.Энергия Гиббса как критерий самопроизвольного протекания процесса и термодинамической устойчивости химических соединений. Энтальпийный и энтропийный факторы.

9.Обратимые и необратимые по направлению химические реакции. Закон действующих масс. Виды равновесных состояний. Константа равновесия и ее расчет по энергии Гиббса.

10.Определение смещения химического равновесия при изменении условий (температура, концентрация, давление) на основе принципа ЛеШателье.

11.Растворы, растворитель, растворенное вещество. Растворимость. Классификация растворов (по агрегатному состоянию, по насыщенности, реальные и идеальные растворы).

12.Понятие химического эквивалента. Расчет эквивалента и эквивалентной массы. Закон эквивалентов.

13.Способы выражения концентрации растворов (молярность, моляльность, молярная доля, массовая доля, объемная доля, нормальность, титр).

418

ИТОГОВАЯ РАБОТА № 2

1.Растворы, растворитель, растворенное вещество. Растворимость. Способы выражения концентрации растворов.

2.Растворимость газов в жидкостях и ее зависимость от парциального давления (закон Генри-Дальтона) и температуры. Зависимости растворимости газа от концентрации растворенных в воде электролитов (закон Сеченова). Влияние растворимости газов в крови и тканевых жидкостях на процессы жизнедеятельности.

3.Коллигативные свойства растворов неэлектролитов. Осмос и осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа.

4.Концентрационные эффекты осмоса растворов электролитов. Изотонический коэффициент. Роль осмотического давления в биологических системах. Плазмолиз, гемолиз, тургор. Гипо-, изо- и гипертонические растворы, их применение в медицине и фармации.

5.Теория электролитической диссоциации Аррениуса. Понятие о сильных и слабых электролитах. Константа ионизации. Закон разбавления Оствальда.

6.Равновесие между раствором и осадком труднорастворимого электролита. Произведение растворимости. Условия растворения и осаждения электролитов.

7.Ионизация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель (рН). рН биологических жидкостей. Кислотно-основный гомеостаз.

8.Буферные растворы и их классификация. Расчет рН буферных растворов. Буферная емкость. Буферные системы крови человека

9.Гидролиз солей. Степень и константа гидролиза. рН в растворе гидролизующейся соли.

419

ИТОГОВАЯ РАБОТА № 3

1.Окислительно-восстановительные реакции. Роль окислительновосстановительных процессов в метаболизме. ЭДС окислительновосстановительных процессов.

2.Основные положения квантовой механики: квантовый характер поглощения и излучения энергии (уравнения Планка и Эйнштейна), корпускулярно-волновой дуализм микрочастиц (уравнение Де-Бройля), принцип неопределенности (уравнение Гейзенберга), волновая функция и представление о ее расчете на основании уравнения Шредингера.

3.Квантование энергии в системах микрочастиц. Квантовые числа. Принцип Паули. Принцип наименьшей энергии.

4.Периодический закон Д.И.Менделеева и его трактовка на основании современной теории строения атома. Структура периодической системы.

5.Периодический характер изменения свойств атомов элементов: радиус, энергия ионизации, энергия сродства к электрону, относительная электроотрицательность.

6.Химическая связь. Типы химической связи. Экспериментальные характеристики связей: энергия, длина, направленность, полярность.

7.Метод валентных связей. Механизмы связей: обменный и донорноакцепторный.

8.Свойства ковалентной связи

9.Свойства ионной связи.

10.Метод молекулярных орбиталей. Применение метода ЛКАО для определения энергии и формы молекулярных орбиталей. Связывающие и разрыхляющие МО. Кратность связи.

11.Межмолекулярное взаимодействие и его природа. Ориентационное, индукционное и дисперсионное взаимодействие.

12.Водородная связь и ее разновидности. Биологическая роль водородной связи.

13.Комплексные соединения (КС). Структура КС. Пространственное строение и изомерия КС.

14.Природа химической связи в КС (метод ВС, теория поля лигандов).

15.Способность атомов различных элементов к комплексообразованию. Номенклатура КС.

16.Константы образования и константы нестойкости.

17.Хелатные и макроциклические КС. Биологическая роль КС. Комплексоны.-комплексы.

420