Применение радия-223 для направленной доставки к кальцифицированным тканям в целях временного ослабления боли, терапии рака кости и кондиционирования костной поверхности

1 Настоящее изобретение относится к применению радия-223 для приготовления фармацевтически активного препарата для лечения больной кости или костных поверхностей. Биомедицинское применение радионуклидов для временного ослабления боли и/или лечения рака, включая профилактическое лечение костных поверхностей, с целью замедления/ инактивации необнаруживаемых метастазов ранее основывалось на -излучателях и конверсионных электронных излучателях. Онкологические пациенты, пораженные скелетными метастазами, составляют значительный процент. У 85% пациентов с запущенным раком легкого, предстательной и молочной железы развиваются костные метастазы (Garret,1993; Nielsen et al., 1991). Упрочившиеся методы лечения, такие как гормонотерапия, химиотерапия и внешняя радиотерапия, как правило вызывают временные ответные реакции, но в конечном счете большинство пациентов с раком кости испытывают рецидивы (Kanis, 1995). Поэтому существует острая необходимость в новых терапиях для ослабления боли и замедления развития опухоли. Радиоизотопы для направленной доставки к кости были включены в клинические испытания по лечению скелетного рака (De Klerk et al., 1992, Fossa et al., 1992, Leeet al., 1996, Silberstein, 1996). Эти радиофармацевтические препараты базировались на излучателях -частиц (Atkins, 1998) и позднее также на конверсионных электронных излучателях (Atkins et al., 1995). К числу соединений, которые к настоящему времени одобрены Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, относятся стронций-89 (Metastron) и 153Sm EDTMP(Lexidronam). Соединение стронция-89 можно вводить только в количестве, достаточном для ослабления боли, но не для терапии опухолей,поскольку до того, как будут достигнуты значительные уровни противоопухолевой терапевтической дозы, появляется значительная миелотоксичность (Silberman, 1996). Недавно один из авторов данного изобретения опубликовал статью (Larsen et al., 1999), в которой с помощью дозиметрии показано, что-излучатели могут быть более предпочтительными остеотропами, чем -излучатели. То есть,когда источник располагается на поверхности кости, действуя на более близком расстоянии,-излучатели оказывают меньшее воздействие на костный мозг. В этом исследовании два испускающих остеотропных бифосфонатных радиофармацевтических препарата сравнивали с двумя -испускающими соединениями со сходной химической структурой и сродством к кости. Дозиметрические расчеты показали, что у мышей соотношение дозы для костной поверхности к дозе для костного мозга было приблизительно в 3 раза выше в случае -излучателя по 2 сравнению с -излучателем. Это свидетельствует о том, что -испускающие остеотропные радиофармацевтические препараты могут иметь преимущества по сравнению с - и/или электрон-испускающими соединениями, поскольку доза облучения может быть более строго сконцентрирована на поверхности кости. Из-за короткого периода полураспада (t= 7,2 ч) и в связи с тем, что его производство ограничено лишь несколькими точками в мире, астат-211 в настоящее время пока недоступен для крупномасштабного рынка. Помимо астата-211, лишь несколько испускающих -частицы радиоизотопов считаются в настоящее время пригодными для биомедицинских применений (Feinendegen et al.,1997). Систему свинец-212/висмут-212 использовали ранее для приготовления остеотропных радиофармацевтических агентов. Комплексное соединение висмута-212 с этилендиаминтетра(метиленфосфоновой кислотой) (EDTMP) или 1,4,7,10-тетраазациклододекан-1,4,7,10-тетра(метиленфосфоновой кислотой) (DOTMP), показало значительное сродство к кости. Однако из-за короткого периода полураспада висмута 212 (t = 60,6 мин) облучение нормальной ткани во время фазы захвата радиофармацевтического препарата должно быть значительным (Hassfjellet al., 1994, 1997). Это должно быть еще более резко выражено в случае другого рассматриваемого для биомедицинского применения испускающего изотопа висмута - висмута-213(t = 46 мин). Были предприняты попытки использования -испускающего свинца-212 (t = 10,6 ч) в качестве in vivo генератора 212Bi. Однако наблюдалась значительная транслокация,вызывающая высокое аккумулирование излучателя в почках (Hassfjell et al., 1997). Другими -испускающими радиоизотопами, потенциально пригодными для биомедицинских применений, являются изотопы радия 224 и 226. Как и другие щелочно-земельные металлы группы II, радий в катионном состоянии является естественным остеотропом. Ранее были исследованы изотопы радия 224 и 226, отчасти из-за их сродства к кости(Loyd et al., 1982, 1991; Muggenburt et al., 1996,Muller, 1971; Raabe et al., 1993; Rundo, 1978). Радий-226 вследствие своего длительного периода полураспада (1600 лет) и его потомок радон-222 (t = 3,8 дней) не считаются пригодными для заданной радионуклидной терапии. Вследствие своей химической природы, радон является инертным в отношении химического связывания в условиях in vivo. Следовательно,он может легко перемещаться in vivo сразу после образования в результате распада материнского нуклида (Rundo, 1978). Вдыхаемый радон растворяется главным образом в костной жидкости и жире и выводится из организма в основном путем выдоха (Rundo, 1978). В экспери 3 менте с использованием образцов кости Lloyd иBruenger (1991) установили, что после введения собакам радия-226 из кости выделялось 89,594,25% радона-222. В отличие от радия-226,радий-224 имеет период полураспада (t = 3,64 дня), который кажется весьма подходящим для биомедицинских применений. 224Ra использовали в медицине в течение многих лет для лечения анкилозирующего спондилоартрита (Delikan, 1978). К сожалению, значительная доля дочерних изотопов радия-224 также выделялась из кости, вероятно в основном из-за радона-220 (t = 55,6 с) (Lloyd etal., 1982; Muller et al., 1971; Rundo, 1978). Таким образом, из предшествующих исследований известно, что при включении в кость радиоизотопов 224Ra и 226Ra происходила значительная транслокализация их родоновых потомков, что может объяснить, по крайней мере отчасти, известное канцерогенное воздействие этих двух изотопов радия. Это возможно одна из причин того, что излучатели не оценивали клинически как остеотропные радиофармацевтические препараты против скелетного рака. Задача настоящего изобретения заключается в создании остеотропного радионуклида,пригодного в качестве фармацевтического препарата, демонстрирующего, что продукты радиоактивного распада в результате его трансформации, по существу, не перемещаются после его включения в кость (эффективен, по меньшей мере, в течение 3 дней после введения). Авторы настоящего изобретения сделали значительное и в некотором роде неожиданное открытие, что из 223Ra, локализованного в кости,происходила очень незначительная транслокация радонового потомка (а также других радионуклидов в результате цепочки распадов). Следовательно, ряд 223Ra может быть использован для облучения поверхности кости без какойлибо значительной транслокации радионуклидов (включая диффузию в костный мозг). Кроме того, радий-223 должен быть более подходящим в качестве остеотропного радиофармацевтического препарата, поскольку период полураспада(11,4 дня) примерно в три раза больше, чем период полураспада 224Ra, что дает возможность более глубокого включения в матрикс поверхности кости до того, как начнется распад. Кроме того, что возможно еще более важно, радоновый потомок радон-219 имеет короткий период полураспада (3,9 с), что должно уменьшать транслокацию на радоновой стадии или как следствие радоновой стадии. Три из четырех -частиц,испускаемых в процессе распада 223Ra и дочерних нуклидов, излучаются сразу после трансформации 223Ra (Seelman-Eggebert et al., 1981),то есть первых трех трансформаций после 223Ra,причем 3,9-секундный альфа-распад 219Rn является одним из самых длительных периодов полураспада (табл. 1). Последний -излучатель вRa цепи, 211Bi (t= 2,15 мин) следует за распадом -излучателя свинца-211 (t = 36,1 мин) и поэтому может проявлять некоторую транслокацию. Однако если предшественник, свинец 211, захватывается внутрь костного матрикса,последняя -частица в ряду 223Ra также может быть доставлена в область поверхности кости. Кроме того, -частицы представляют собой излучение с высокой линейной передачей энергии(ЛПЭ), которое является чрезвычайно цитотоксичным в отношении клеток млекопитающих(Hall, 1994; Ritter et al., 1977). Источник излучения -частиц, локализованный в ткани-мишени,может доставлять излучение к меньшему участку мишени, тем самым снижая воздействие облучения на нормальную ткань по сравнению с-излучателями. Сущность изобретения заключается в применении радия-223 для приготовления фармацевтически активного препарата для лечения больной кости или костных поверхностей. Согласно изобретению указанный препарат используют, в частности, в комбинированной терапии вместе с другой терапевтически активной составляющей, такой как химиотерапия, включающая бифосфонаты, хирургическое вмешательство, внешнее облучение, остеотропные радиофармацевтические препараты, испускающие излучение с малой линейной передачей энергии, и гормональное лечение. Согласно изобретению радий-223 применяют для приготовления фармацевтически активного препарата, содержащего растворенную соль радия-223 для направленной доставки к кости, для лечения и/или временного облегчения в связи с доброкачественными и злокачественными заболеваниями, такими как рак предстательной железы, рак молочной железы, рак почки и мочевого пузыря, первичный рак кости,рак легкого и множественная миелома, поражающими кости и/или мягкие ткани. Более подробно, согласно данной патентной заявке предложено новое применение 223Ra,в частности в качестве -испускающего радиофармацевтического препарата для направленной доставки к кальцифицированным тканям, например костной поверхности и костным опухолевым поражениям. Свойства радионуклида(ов),а также экспериментальные примеры, представленные в настоящей патентной заявке, показывают, что радий-223 пригоден в качестве остеотропного радиофармацевтического препарата. В частности, настоящее изобретение можно использовать для профилактического лечения рака посредством доставки фокусированной дозы к поверхности кости пациентов с высокой вероятностью наличия необнаруживаемых микрометастазов на поверхности кости. Другим примером возможного применения данного изобретения может быть лечение болезненных участков кости по схеме, аналогичной описанной ранее схе 5 ме применения - и электрон-испускающих радиофармацевтических препартов для временного ослабления боли в области кости. Радий-223, локализованный на поверхности кости и/или кальцифицированных опухолях,вместе со своими дочерними нуклидами может доставлять интенсивную и строго локализованную дозу -частиц с меньшей дозой для костного мозга по сравнению с используемыми в настоящее время -испускающими и/или электрон-испускающими радиофармацевтическими препаратами. Радиофармацевтическим препаратом на основе 223Ra можно лечить скелетные заболевания, например первичный или метастатический рак кости. Настоящее изобретение охватывает применение этого нуклида в катионном виде и/или в ассоциированном с хелатообразующим агентом или другой формой молекулы-носителя со сродством к кальцифицированным тканям виде. Изобретение также охватывает, без ограничений, комбинацию радия-223 с хелатообразующим агентом, который может впоследствии конъюгировать с образованием молекулы со сродством к кальцифицированным тканям. Цель - использовать данный радиоизотоп для генерирования каскада -частиц на костной поверхности и/или в кальцифицированных тканях для ослабления боли,вызванной различными заболеваниями, и/или для профилактического применения против возможного минимального скелетного заболевания, и/или также для терапевтического лечения установленного рака кости. Заболевания, при которых могут быть использованы радиоизотопы, включают,без ограничений, скелетные метастазы рака предстательной железы, молочной железы, почки и легкого, первичный рак кости, а также множественную миелому. Растворы радия-223 готовят в виде препарата для использования для направленной доставки к кальцифицированным тканям или для облучения костной поверхности. Приведенные ниже примеры иллюстрируют высокий и селективный захват 223Ra в кости с очень небольшой релокализацией дочерних нуклидов. Это свидетельствует о том, что костные поверхности могут быть стерилизованы в целях инактивации микроскопических отложений раковых клеток,и что кальцифицированные раковые поражения могут быть облучены либо в целях временного ослабления боли, либо в целях терапии с использованием этого изотопа. Этот препарат отличается от других обычно используемых радиофармацевтических препаратов со сродством к кости тем, что основную часть дозы составляют -частицы, которые имеют намного более короткий диапазон по сравнению с часто используемыми бета- и электронными излучателями. Следовательно, доза, доставляемая к красному костному мозгу, может быть существенно снижена при использованииэтого нового 6 препарата, в частности миелотоксичность, по всей вероятности, будет снижена. Радий-223 отличается от ранее использовавшегося медицинского радионуклида радия-224 следующим:(1) 223Ra имеет значительно более длительный период полураспада, что в лучшую сторону влияет на соотношение кость/мягкая ткань, поскольку значительно более высокая доля этого изотопа должна удаляться из мягких тканей до того, как произойдет распад; (2) более длительный период полураспада также дает возможность более глубокого включения радионуклидов в костные поверхности по мере протекания костного синтеза, возможно улучшая удерживание дочерних изотопов, которые в противном случае могут перемещаться вследствие химической диффузии и ядерной отдачи; (3) кроме того, более короткий период полураспада 219Rn из 223Ra по сравнению с 220Rn из 224Ra гарантирует меньшую транслокацию дочерних нуклидов ряда 223Ra. Соль 223Ra или его производное вводят нуждающемуся в этом млекопитающему, такому как человек, любыми приемлемыми путями,такими как пероральный, подкожный, внутривенный, внутриартериальный или чрескожный. Активное соединение вводят предпочтительно инъекцией или инфузией. Пероральное введение осуществляют, используя таблетки, капсулы, порошки или жидкие формы, такие как суспензия, раствор, сироп или эмульсия. При формировании таблеток используют традиционные эксципиенты, смазывающие агенты и связующие агенты. При введении в виде жидкостей используют обычные жидкие носители. При введении в виде инъекционного или инфузионного раствора предпочтительным носителем является изотонический солевой раствор с агентом(ами) для стабилизации радиевого катиона в целях предотвращения осаждения радиевых солей или нерастворимых комплексов. Согласно данному изобретению, активное начало можно использовать как в профилактическом, паллиативном, так и в терапевтическом лечении доброкачественных и злокачественных заболеваний, поражающих кости и мягкие ткани. Злокачественное заболевание выбрано из группы, состоящей из рака предстательной железы, рака молочной железы, рака почки и мочевого пузыря, первичного рака кости, рака легкого и множественной миеломы, а доброкачественное заболевание выбрано из группы, состоящей из аутоиммунных заболеваний, поражающих суставы и скелет, например ревматоидный артрит, склеродермия и спондилоартриты. Согласно настоящему изобретению, физиологически приемлемый препарат для введения in vivo содержит растворенную соль радия 223 вместе с одним катионом или комбинацией нескольких катионов, или без них, в качестве 7 носителя аналога стабилизирующего катиона щелочно-земельного металла, с агентом для предотвращения осаждения и/или образования коллоидов, или без него, в добавление к фармакологически приемлемым носителям и адъювантам. Катион, действующий в качестве стабилизирующего катиона щелочно-земельного металла, может быть выбран из группы, состоящей из магния, кальция и стронция. Кроме того,агент для предотвращения осаждения и/или образования коллоидов представляет собой карбоновую кислоту или комбинацию карбоновых кислот, таких как щавелевая кислота, щавелевоуксусная кислота, винная кислота, янтарная кислота, яблочная кислота и малоновая кислота. Концентрация соединений в препарате обычно должна быть меньше индивидуальной дозыLD50, например меньше 20% дозы LD50 и, таким образом, будет варьировать для различных компонентов. Активность 223Ra зависит от типа и пути введения и основного состояния или заболевания и будет варьировать между приблизительно 50 кБк и 10 МБк при введении в однократной дозе или многократных дозах для млекопитающих, таких как люди. Настоящее изобретение подробно иллюстрируется приведенными ниже примерами, которые никоим образом не ограничивают объем изобретения, как он определен в прилагаемой формуле изобретения. В табл. 1 представлены физические свойства радия-223 и его дочерних нуклидов (Ekstrom et al., 1989). Распад 223Ra и его потомков вызывает эмиссию четырех -частиц. Такой каскад -частиц может доставлять большую дозу радиации в ограниченный объем. Следовательно, радий-223 обладает чрезвычайной цитотоксичностью по сравнению с большинством излучателей (Howell et al.,1997). Ниже показан ряд радиоактивных превращений радия-223 и его потомков (в скобках указан период полураспада и вид распада): 223Tl 5,64 6,75 7,39 6,55 энергия МэВ МэВ МэВ МэВ 0,47 0,47 энергия МэВ МэВ(макс.) Доля энер 0,207 0,248 0,271 0,017 0,24 0,017 гииДанные Seelman-Eggebert et al., 1981 и Ekstrom et al.,1989 Относительно общей энергии излучения для всей цепочки распадов. Суммарная энергия излучаемой радиации,связанной с полным распадом 223Ra и потомков: 27,5 МэВ 8 Доля энергии излучения в виде -частиц: 96% Доля энергии излучения в виде -частиц: 3% Некоторая доля гамма-излучения (0,3 МэВ в сумме) также излучается в процессе распада и может быть использована для определения качества и количества изотопов в образцах с использованием гамма-спектроскопии. Например, радий-223 имеет характерный гамма-пик 154,19 кэВ (относительное содержание 5,59%),радон-219 имеет пик 401,78 кэВ (6,6%), а висмут-211 имеет пик 351,0 (12,8%) (Ekstrom et al.,1989). Их можно использовать для определения,происходит ли перераспределение дочерних изотопов in vivo. Кроме того, 223Ra имеет пик 269,41 кэВ с относительным содержанием 13,6%, но его может быть трудно отличить от пика 271,23 кэВ с относительным содержанием 219Rn 9,9%. Известны способы получения радия-223(Atcher et al., 1989; Howell et al., 1977). 223Ra является членом естественного радиоактивного семейства, ведущего начало от U (t = 7x108 лет) через 231Th (t = 25,6 лет) и ряд 231Th231 Ра (tHowell et al. (1997) использовали ядерную реакцию 226Ra (n,)227Ra для получения 223Ra. 227RaAc(t = 21,77 лет), который легко можно выделить различными способами из веществамишени 226Ra. Howell et al. (1997) выделили 227 Ас химическим путем из раствора-мишени. После этого 227 Ас вместе с его дочерними продуктами переносили в анионообменную колонку, которая удерживала 227 Тh, а материнский и дочерний нуклиды элюировали. Через десять дней 223Ra можно было элюировать из ионообменной колонки. Если клинические образцы нужно было готовить, используя принцип генератора, использование ионообменных колонок,основанное на принципе органической главной цепи, может быть субоптимальным, поскольку радиолиз может препятствовать длительному многократному использованию радиевого генератора на основе материалов этого типа (Atcheret al., 1989). Недавно были разработаны новые материалы, имеющиеся в настоящее время в продаже, которые пригодны для разделения актинидных радионуклидов (селективно в отношении fэлементов по сравнению с щелочно-земельными элементами). Это материалы на основе частиц диоксида кремния, ковалентно связанных с активными группами или импрегнированных ими. Используя этот материал, можно приготовить колонки, которые дают возможность элюировать некоторые элементы в условиях, при кото 9 рых возможно удерживание других элементов. Возможно также использовать активные группы для разделения в системах жидкость-жидкостной экстракции с использованием органической и водной фаз. Примеры В приведенном ниже примере 1 получали 223Ra. Согласно изобретению новый способ получения 223Ra для биомедицинских применений включает как колонки из неорганической матрицы, так и системы жидкость/жидкость, причем колонка генератора содержит производное метан-бис-фосфоновой кислоты на неорганической матрице, или этот способ может также включать процедуру стадии жидкостьжидкостной экстракции, на которой в качестве агентов фазового переноса используют одно или более чем одно производное Р,Р'-диэтерифицированной метилен-бис-фосфоновой кислоты. В этом способе используют колонку генератора, содержащую Р,Р'-диоктилметан-бисфосфоновую кислоту на матрице из диоксида кремния, и процедуру жидкость-жидкостной экстракции осуществляют, используя в качестве агентов фазового переноса Р,Р'-диоктилметилен-бис-фосфоновую кислоту или Р,Р'ди(2-этилгексил)метан-бис-фосфоновую кислоту или их комбинации. Процедуру на колонке генератора осуществляют с использованием минеральных кислот, которые после нейтрализации способны образовывать физиологически совместимые растворы своих солей, предпочтительно азотной кислоты или соляной кислоты. Концентрация указанных минеральных кислот находится в пределах от 0,01 до 8 М, более предпочтительно от 0,1 до 2 М, наиболее предпочтительно от 0,5 до 1 М. Стадию жидкостьжидкостной экстракции осуществляют с использованием водной фазы, состоящей из минеральной кислоты, предпочтительно азотной кислоты или соляной кислоты, концентрация которой находится в пределах от 0,01 до 8 М, более предпочтительно от 0,1 до 2 М, наиболее предпочтительно от 0,8 до 1,5 М. Пример 1. 227 Ас и 227 Тh выделяли из 231 Ра источника,полученного 27 годами ранее (образец был предоставлен группой радиохимии химического отделения университета Осло, Норвегия (Radiochemistry Group, Department of Chemistry, University of Oslo, Norway), используя хроматографическую смолу для селективной экстракции fэлементов. Очищенные 227 Ас и 277Th затем адсорбировали на другую хроматографическую смолу для селективной экстракции f-элементов и использовали в качестве источника 223Ra. Последнее вещество Wu et al. (1997) использовали для составления генератора для 213Bi на основе 225 Ас. Способы: Образец 231 Ра источника (с потомками) в водном растворе 5 М H2SO4 и 1 М HF 10 разбавляли 10-кратно 1 М HCl. Этот раствор загружали на колонку с внутренним диаметром 3 мм и длинной 70 мм, содержащую TRU-смолу(EiChroM Industries, Darien, IL, USA), которую предварительно уравновешивали 1 М HCl. 231 Ра удерживался на колонке, а 227 Ас, 227 Тh и 223Rа частично элюировались при загрузке и частично при промывании колонки дополнительными 10 мл 1 М HCl. После этого готовили генератор 223Ra, используя модификацию технологии упаковки колонок, описанную Wu et al. (1997). Готовили колонку 3x50 мм из Silica Actinide Resin(EiChroM , Darien, IL, USA), состоящую из Р,Р'диоктилметан-бис-фосфоновой кислоты (DIPEX, EiChroM Industries, Darien, IL, USA) на частицах диоксида кремния с диаметром в пределах 20-50 мкм, и предварительно кондиционировали 1 М HCl. Примерно половину смолы затем удаляли из колонки и смешивали с элюатом из колонки с TRU-смолой. Затем элюат, содержащий 227 Ас, 227 Тh и 223Ra, загружали на колонку с внутренним диаметром 3 мм и длиной 50 мм, содержащую актинидную смолу (Ас-смолу) на слое диоксида кремния 30-50 мкм (EiCroM Industries, Darien IL,USA). To есть колонку готовили согласно способу Wu et al. (1997). После предварительного кондиционирования колонки 1 М HCl половину вещества удаляли и смешивали с элюатом с предыдущей стадии. После 4 ч осторожного перемешивания при комнатной температуре суспензию, содержащую радионуклиды, загружали на колонку. В конце колонку промывали 5 мл 1 М HCl. Колонка удерживала 227 Ас и 227Th, a Ra можно было элюировать несколькими мл, либо HCl, либоHNO3 без какого-либо проскока его родительских или прародительских радионуклидов. При необходимости можно добавить последующую стадию очистки простым элюированием 223 Раэлюата через вторую колонку из АС-смолы для удаления каких-либо следов материнских или праматеринских нуклидов. Раствор НСl, содержащий 223Ra, можно разбавить в буфере, стерильно фильтровать и использовать, как есть. Альтернативно, 223Ra можно концентрировать перед использованием путем загрузки HCl раствора на колонку с внутренним диаметром 2 мм и длиной 25 мм, содержащую смолу, например AG 50W-X4-16 (BioRad, Richmond, CA, USA). После этого 223Ra можно элюировать почти количественно с использованием небольшого объема 6 М HNO3. Затем HNO3 можно выпарить, а остаток повторно растворить в растворе, который затем подвергают стерильной фильтрации. Качественные и количественные измерения радиоактивности осуществляли, используя или Ge-детектор (Canberra, Meriden, CT, USA),соединенный с усилителем и источником напряжения смещения от EGG Ortec (Oak Ridge,TN, USA) для гамма-спектроскопии, и/или Can 11Ortec для альфа-спектроскопии. Результаты: В колонке с TRU-смолой 221 Ра удерживался количественно, то есть проскок был меньше предела обнаружения 0,5% по сравнению с активностью потока. Свыше 90% 227 Ас и 227Th собиралось в элюате из TRUсмолы. Для АС-смолы многочисленные эксперименты показали типичные выходы 60-85 кБк 223Ra на 100 кБк 227Th в колонке (также называемой источником или генератором) в первых нескольких мл отделяющегося раствора. Обнаруженный проскок 227 Ас и 227Th составил менее 4x10-3% (ограничен возможностью обнаружения) по сравнению с 223Ra. Следует отметить,что описанные способы разделения можно также использовать с использованием 227 Ас, полученным из 226Ra через 226Ra (n, )227Ra227 Ас. Вывод: Описаны способы получения 223Ra,обеспечивающие высокий выход и высокую чистоту, необходимые для биологических применений. Их отличием является более существенное облегчение рутинного продуцирования клинически релевантных уровней активности 223Ra и 227 Ас. Их осуществляют, используя колонку генератора на основе матрицы из диоксида кремния (Wu et al.,1997), в отличие от ранее разработанных методик, включающих в себя ионообменные смолы более высокой радиолитической чувствительности, содержащие органические матрицы (Atcher et al., 1989). Пример 2. Изучали биораспределение радия-223, полученного, как описано в примере 1. Способы: Молодым самцам мышей Balb/C с массой тела 19-21 г делали инъекцию 9 кБк 223Ra в 150 мкл изотонического солевого раствора. Группы по пять животных умерщвляли и вскрывали через 6 ч и через 3 дня после инъекции. Образцы взвешивали и анализировали, используя (A) a "well type" сцинтилляционный кристалл Nal (Harshaw Chemie BV, De Meern,Holland), соединенный с цифровым блокомScale Timer ST7 (NE Technology Ltd, Reading,UK) и (Б) a Beckman LS 6500 (Beckman Instruments Inc. Fullerton, CA, USA). Определяли относительное содержание радионуклидов в крови, печени, почках и стандартных образцах при равновесии материнский нуклид/дочерний нуклид, используя Ge-детектор (Canberra, Meriden,CT, USA), соединенный с усилителем и источником напряжения смещения от EG Ortec (OakRidge, TN, USA). Результаты: Данные по биораспределению представлены в табл. 2. Эти данные показывают, что 223Ra селективно концентрировался в кости по сравнению с мягкими тканями. Хотя все значения для мягких тканей уменьшались за период между 6 ч и 3 днями после инъекции,значения для кости увеличивались со временем. Соотношение бедренная кость/кровь увеличивалось со 129 до 691 за период от 6 ч до 3 дней. 12 Среди мягких тканей самое высокое удерживание наблюдалось в селезенке, но соотношение бедренная кость/селезенка также возрастало со временем с 6,4 до 23,7 в период от 6 ч до 3 дней после инъекции. Таблица 2. Биораспределение радия-223 у мышей Balb/C,представленное в % от инъецированной дозы на грамм Ткань 6 ч 3 дня Бедренная кость 25,861,99 34,557,87 Кровь 0,200,23 0,050,10 Почка 4,040,33 0,380,8 Печень 0,890,18 0,220,32 Легкое 0,590,56 0,060,07 Мышца 0,720,39 0,300,16 Сердце 0,100,10 0,060,07 Мозг 0,040,01 0,120,12 Селезенка 4,061,4 1,460,54 Тонкая кишка 0,790,26 0,040,03 Толстая кишка 2,300,60 0,130,02 Как показывают данные гаммаспектроскопии, не наблюдалось значительного различия в относительном распределении радия-223 и его потомков в кости и в большинстве мягких тканей, определяемом по относительному содержанию 211Bi. Соотношение 211Bi:223Ra составило в селезенке в 6-ти часовой точке в среднем 54% по сравнению со стандартным раствором. С другой стороны, в печени и почках соотношение 211Bi:223Ra в образцах составило в среднем 256 и 207% от стандартов соответственно. Это указывает на то, что в мягких тканях происходила транслокация. Кроме того, активность 211Bi в отношении мягких тканей была в целом очень низкой по сравнению с активностью этого нуклида в отношении кости. В мягких тканях 211Bi мог образоваться из присутствующего в мягких тканях 223Ra. Вывод: Получены превосходные соотношения радиоактивность кости/радиоактивность нормальной ткани в случае 223Ra и потомков,что свидетельствует о значительном потенциале для направленного воздействия этого радионуклидного ряда на кальцифицированные ткани. Пример 3. Для определения, имеется ли различие в удерживании радиоизотопов радия-223 и висмута-211 в образцах кости, изучали гаммаспектроскопические данные для кости по сравнению со стандартным раствором с 223Ra и дочерними радионуклидами в равновесии. Способы: Гамма-спектроскопию с германиевым детектором (Canberra, Meriden, CT,USA) осуществляли на образцах бедренной кости мышей сразу после умерщвления и вскрытия животных. Исследовали образцы стандартного раствора 223Ra и дочерних радионуклидов в равновесии. Использовали индивидуальные гаммапики 351,0 кэВ (211Bi) и 154,2 кэВ (223Ra). Индекс локализации (LI) определяли следующим образом:Ll = (BBi/SBi)/(BRa/SRa), 13 где, например, ВBi - скорость счета импульсов 211Bi в кости; SRa- скорость счета импульсов 223Ra в стандарте. Используя критерий Стьюдента для данных по колонкам, сравнивали гамма-спектры пяти образцов соответственно из 6-ти часовой группы и 3-х дневной группы по отношению к пяти и трем образцам из стандартного раствора соответственно. Результаты: Значения Ll составили в среднем 0,85 (Р = 0,059) в 6-ти часовой точке и 0,97(Р = 0,749) в 3-х дневной точке. Однако эти различия были незначительными относительно Р = 0,05 уровня для наборов данных. Вывод: Даже для радионуклида, представляющего собой четвертую трансформацию в ряду от 223Ra, 211 Рb-трансформацию, удерживание в кости было сходным с удерживанием 223Ra. Пример 4. Для изучения потенциала высвобождения дочерних изотопов после включения 223Ra в кость вследствие либо отдачи ядра, либо процессов диффузии, исследовали бедренные кости пяти животных, умерщвленных через 6 ч после инъекции, и 5 животных, умерщвленных через 3 дня после инъекции. Способы: Кости расщепляли в продольном направлении, чтобы воздействовать на область красного костного мозга (губчатого), а затем разрезали на небольшие фрагменты менее 3 мг. После этого образцы промывали Dulbeccos PBS(фосфатно-буферный раствор, модифицированный по Дульбекко) (Sigma-Aldrich CO. LTD.,Irvine, UK), используя центрифугирование. Надосадочную жидкость удаляляли, смешивали со сцинтилляционной жидкостью (Insta-Gel 11Netherlands) и подсчитывали количество импульсов на сцинтилляционном счетчике (Beckman Instruments Inc. Fullerton, CA, USA). Через один день подсчет импульсов от образцов повторяли. Различие в подсчетах между двумя измерениями после поправки на распад 223Ra использовали в качестве показателя высвобождения дочернего нуклида из костного матрикса. Результаты: Животные, умерщвленные через 6 ч, показали некоторое высвобождение активности из кости. По сравнению с общей активностью в кости в среднем 1,8% растворялось в PBS в ходе промывки. При подсчете промывочных растворов вновь через 12 ч активность составила в среднем только 0,2% от образца кости. Это указывает на то, что происходила некоторая транслокация дочерних изотопов, но в очень незначительной степени (возможно для менее чем 2% дочерних изотопов). Животные,умерщвленные через 3 дня, не показали значительного количества импульсов по сравнению с фоном в промывочных растворах после промывки. Это свидетельствует о том, что если 14 транслокация происходила, то она была ниже предела обнаружения, который составлял менее 1% от общей радиоактивности кости. Выводы: На основе экстрагируемой радиоактивной доли из тонко фрагментированных образцов показано, что высвобождение дочернего нуклида (транслокация) из костного матрикса ниже для ряда радия-223. Пример 5. Были разработаны животные модели экспериментальными метастазами, аналогичными метастазам, часто наблюдаемым у людей (Engebraaten and Fodstad, 1999). Одна из этих моделей состояла из клеток МТ-1 инъецированных интракардиально голым крысам и характеризовалась последующим развитием у животных паралича задних конечностей. Лечение (через семь дней после инокуляции опухолевых клеток) химиотерапевтическим цисплатином или доксорубицином не увеличивало выживаемости. Вскрытие и микроскопическое исследование позвоночника животных, пораженных опухолями, выявило большие массы опухолевых клеток,замещающих нормальный костный мозг и эродирующих костную часть позвоночника. Вовлечение скелета в вышеуказанную разработанную модель сделало ее пригодной для демонстрации терапевтического потенциала 223Ra по изобретению против скелетных метастазов. Способ: Терапевтический потенциал радия-223 исследовали на модели МТ-1/голая крыса, когда животным инокулировали 1 х 106 МТ-1 клеток рака молочной железы посредством инъекции в левый желудочек сердца, как описано (Engebraaten and Fodstad, 1999). У этих животных развивался паралич, обусловленный ростом опухолей в позвоночнике. Через семь дней группам, каждая из 4 и 5 животных, делали внутривенные инъекции по 200 мкл раствораносителя без или с 10 кБк радия-223 по данному изобретению. Результаты: Группа из четырех животных,обработанная только раствором-носителем испытывала паралич, вызванный ростом опухоли в позвоночнике, и погибала через 20-25 дней (в среднем 22, 25 дня) после инокуляции опухолевых клеток. В группе из пяти животных, получавших раствор-носитель, содержащий 223Ra,одно животное было парализовано через 26 дней, одно через 40 дней и одно через 64 дня, в то время как два оставшихся животных прожили на протяжении всего 90 дневного периода эксперимента после инокуляции опухолевых клеток без проявления признаков паралича. Вывод: 223Ra продемонстрировал значительный противоопухолевый эффект у животных со скелетными метастазами. Источники информацииimproved production of 213Bi from 225Ac. Radiochimica Ada 79, 141-145 (1997). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Применение радия-223 для приготовления фармацевтически активного препарата для лечения больной кости или костных поверхностей. 2. Применение по п.1, где препарат используют в комбинированной терапии вместе с другой терапевтически активной составляющей,такой как химиотерапия, включающая бифосфонаты, хирургическое вмешательство, внешнее облучение, остеотропные радиофармацевтические препараты, испускающие излучение с малой линейной передачей энергии, и гормональное лечение. 3. Применение по пп.1-2, где препарат, содержащий растворенную соль радия-223 для направленной доставки к кости, используют для лечения и/или временного облегчения в связи с доброкачественными и злокачественными заболеваниями, поражающими кости и/или мягкие ткани. 4. Применение по п.3, где злокачественные заболевания выбраны из группы, состоящей из