专利名称：放射性锝－99m标记的唑来膦酸类的双膦酸配合物及其制备方法
技术领域：
放射性锝-99m标记的唑来膦酸类的双膦酸配合物及其制备方法，本发明涉及放射性药物及核医学领域。
背景技术：
骨骼的主要无机盐成份是羟基磷灰石晶体，其结构类似离子交换柱，具有很大表面积，通过化学吸附和离子交换从血液中获取磷酸盐和其它元素来完成代谢更新。放射性药物如锝-99m[99mTc]-膦酸盐静脉注射后迅速被骨骼中羟基磷灰石晶体表面吸附沉积在骨骼内，特异地显示骨骼的代谢情况。当局部骨骼有病损时，如炎症、肿瘤、骨折等引起局部血流量和/或骨骼无机盐代谢改变，均会在相应部位显示放射性异常增高，这些异常通常在疾病早期就有明显表现，采用锝-99m标记的双膦酸盐显像可以对各种骨骼疾病做出早期诊断及明确定位。因此，骨显像在临床中得到了大量的应用。同位素骨显像可用于下列情况(1)原发性骨肿瘤及骨肿瘤的软组织和肺转移的早期诊断；(2)检查原因不明的骨痛；(3)选择骨骼病理组织学检查部位；(4)制定放疗计划；(5)淋巴瘤、乳腺癌、肺癌、前列腺癌等其他系统肿瘤的术前分期及治疗后的随访；(6)对可疑肿瘤患者进行筛选；(7)骨骼炎性病变的诊断及随访；(8)应力性骨折、缺血性骨坏死等骨关节创伤的鉴别诊断；(9)Paget病的定位诊断及治疗后的随访。
成功地用于骨异常显像的放射性核素是锝-99m[99mTc]。1971年Subramanian等介绍的99mTc多磷酸盐标记物使骨影像学示踪剂的研究有了很大发展。首先是因为99mTc的γ射线能量为140KeV(能量适中)，半衰期较短(半衰期为6.02h)，适合于显像；其次，该核素由反应堆生产，价格便宜，能够推广使用。
第一个成功的99mTc标记多磷酸盐为99mTc标记焦磷酸(99mTc-PYP)，它是带P-O-P键的无机物，与人体骨中羟基磷灰石有相同的结构，因而与骨结合快，但该结构在活体内易被酶水解而不够稳定。进一步研究表明，将焦磷酸中的P-O-P键用P-C-P键替代[即氧原子(O)用碳原子(C)替换]获得的99mTc标记的双磷酸盐，具有在体内与骨结合快的特点，又不易被酶水解而更稳定。比较成功的用于临床骨显像的是锝-99m标记的亚甲基双膦酸(99mTc-MDP)，它能被骨吸收，在骨代谢活跃或反应性骨病变区浓度较高，显像时间也较长，是目前最常用的骨显像剂。目前比较成功的锝-99m(99mTc)标记的双膦酸的化学结构如结构通式1所示。虽然99mTc-MDP是目前临床上常用的骨显像剂，且全身骨显像诊断骨转移瘤的灵敏度高于CT、MRI及X线检查，但特异性相对较低，因此，有必要进一步研究新型的双膦酸盐骨显像剂。
R＝CH299mTc-methylene diphosphonate(99mTc-MDP)R＝CH-OH99mTc-hydroxymethylene diphosphonate(99mTc-HMDP)R＝CH3-C-OH99mTc-hydroxyethylene diphosphonate(99mTc-HEDP)结构通式1双膦酸(盐)药物的发展至今已经发展到了三代。第一代在双膦酸结构P-C-P的C链中含有直链烷基或有卤素，以氯屈膦酸钠(Clodronate)、依替膦酸钠(Etidronate)为其代表；第二代在双膦酸结构P-C-P的C链中引入末端氨基，以帕米膦酸钠(Pamidronate)和阿仑膦酸钠(Alendronate)为代表；第三代双膦酸(盐)的特点为在双膦酸结构P-C-P的C链中含有环状侧链，以因卡膦酸二钠(YM175，Incadronate)和唑来膦酸(Zoledronic Acid)为代表。第一和第二代的双膦酸盐药物主要用作为骨质疏松症的防治药物，第三代的双膦酸盐药物不仅用作为骨质疏松症的防治药物，而且还用于治疗恶性肿瘤引起的骨转移引起的疼痛及高钙血症等。
因卡膦酸二钠是日本山之内公司开发的第三代双膦酸盐，于1997年在日本上市，其制剂规格为每安瓿含10mg因卡膦酸二钠，临床适应症为恶性肿瘤骨转移引起的高钙血症。我们也已经研制成功用于治疗恶性肿瘤骨转移引起的疼痛及高钙血症的“注射用因卡膦酸二钠”。国外已有文献(Makoto S，Susumu S，HiroshiI.New bone-seeking agentAnimal study of Tc-99m-incadronate.Annals ofNuclear Medicine，2002；1655～59)用锝-99m标记因卡膦酸二钠作为骨显像剂的报道。
美国专利US4939130(1990)报道了多种咪唑双膦酸，其中之一、化学名为2-(咪唑-1-基)-1-羟基乙烷-1，1-二膦酸的化合物，即唑来膦酸(ZoledronicAcid)，目前已经被瑞士诺华(Novartist)公司开发成为用于治疗恶性肿瘤骨转移引起的高钙血症及多发性骨髓瘤和实体瘤所致骨转移引起的疼痛(Corey E，Brown LG，Quinn JE，et al.Zoledronic acid exhibits inhibitory effects onosteoblastic and osteolytic metastases of protate cancer.Clinical CancerResearch，2003；9295～306)。但用锝-99m(99mTc)标记唑来膦酸，目前国内外都未见任何报道。
发明内容
本发明的目的是提出一种新型的锝-99m标记的双膦酸，即锝-99m标记的唑来膦酸类的双膦酸配合物。同时，本发明还提出了锝-99m标记的唑来膦酸类的双膦酸配合物的制备方法，以及它们在人或动物的器官或组织中作为显像剂的用途，特别是用作骨显像剂。
本发明的技术方案唑来膦酸类的双膦酸，其化学结构如结构通式2所示 结构通式2结构通式2中的R代表氢或者甲基等。当R为氢时为唑来膦酸，其化学名为2-(咪唑-1-基)-1-羟基乙烷-1，1-二膦酸(英文名为2-(imidazol-1-yl)-1-hydroxyethane-1，1-diphosphonic acid，简写为ZL)；当R为甲基时，其化学名为2-(2-甲基咪唑-1-基)-1-羟基乙烷-1，1-二膦酸(英文名为2-(2-methylimidazol-1-yl)-1-hydroxyethane-1，1-diphosphonic acid，简写为MZL)。
本发明提供的新的锝-99m标记的唑来膦酸类的双膦酸配合物，其结构式如结构通式3所示。
结构通式3其中的R为氢或者甲烷基等。
锝-99m标记的唑来膦酸类的双膦酸配合物的制备方法是首先将唑来膦酸类的双膦酸与一定量的还原剂、pH缓冲剂配制成药盒，再加入适量的高锝酸溶液，将混合物振摇数分钟，即得到锝-99m标记的唑来膦酸类的双膦酸配合物。还原剂是氯化亚锡(SnCl2.2H2O)、维生素C等。
锝-99m标记的唑来膦酸类的双膦酸配合物，可以用于核医学的诊断显像，也可以用于治疗类风湿、肿瘤等疾病。
本发明的有益效果本发明提出了一种新的双膦酸骨显像剂--锝-99m标记的唑来膦酸类的双膦酸配合物，对美国专利US4939130报道的唑来膦酸药物进行改进，用锝-99m来标记。同时，与文献[刘丽琴等，北京师范大学学报(自然科学版)，2003年4月第39卷第2期230～233页]报道的锝-99m标记的亚甲基双膦酸(99mTc-MDP)比较，本发明产品的骨组织摄取量(Am，骨)(％ID/g)和(Am，骨/Am，血)比文献值高，说明本发明产品作为骨显像剂的效果会更好。
具体实施方案实施例1锝-99m唑来膦酸配合物(99mTc-ZL)的制备及其性能测定1)锝-99m唑来膦酸配合物的制备在10ml西林瓶中，加入唑来膦酸3～5mg，SnCl2·2H2O的盐酸溶液0,05～0.2mL(盐酸浓度为1mol·L-1，内含2.5g·L-1的SnCl2·2H2O)，摇匀后用磷酸盐缓冲溶液(pH8.0)调节至pH5～7，加入新淋洗的高锝-99m酸(99mTcO4-)溶液18.5～185兆贝可(MBq)，充分混匀，室温放置5～10分钟，标记完毕，即得本发明所述的锝-99m标记的唑来膦酸配合物(99mTc-ZL)。
2)锝-99m唑来膦酸配合物标记率的测定锝-99m唑来膦酸配合物的标记率是指体系中锝-99m唑来膦酸配合物的放射性占总放射性的百分比。采用HPLC法测定采用美国Varian 5000型HPLC仪，色谱柱为C-18反相柱，流动相为水，流速为每分钟1.0毫升。锝-99m唑来膦酸配合物的保留时间(Rt)为1.49分钟，未反应的高锝-99m酸的保留时间(Rt)为2.39分钟。结果表明99mTc-ZL的标记率大于95％。
3)锝-99m唑来膦酸配合物的体外稳定性的测定由于锝-99m的半衰期为6.02小时，因此，将新制备的锝-99m标记的唑来膦酸配合物置于室温，不同时间(1、2、3、4、5和6小时)取样分析，考察锝-99m标记的唑来膦酸配合物在室温下的存放稳定性。实验结果表明锝-99m唑来膦酸配合物在室温下存放6小时后，其标记率和外观均无明显变化。仍能满足临床用药的要求。
4)锝-99m唑来膦酸配合物在小鼠体内的生物分布按照实施例1中1)、2)制备好标记率大于90％的99mTc-ZL溶液。将24只正常小鼠(雌雄不拘，体重18～20克)随机分为8组，从尾静脉注射0.2mL(约0.80～1.10MBq)锝-99m标记的唑来膦酸配合物溶液，然后分别于注射后2、5、10、15、30、60、120和180分钟将小鼠断头处死。取其心、肝、脾、肺、肾、肌肉、骨和血等有关组织和器官，称重后在阱型γ探头中测量放射性，计算每克组织的放射性占总注射剂量的百分数(％ID/g)以及骨与各个组织的放射性之比，小鼠全部血液的质量按其体重的6.5％计算。每个时相取3组平行数据，实验结果以平均值表示。不同时间骨组织中摄取锝-99m唑来膦酸的量(Am，骨)(％ID/g)分别为5.41，5.51，7.08，10.40，13.45，9.78，10.05和8.55；不同时间血液中锝-99m唑来膦酸的量(Am，血)(％ID/g)分别为13.78，4.54，2.13，1.49，0.79，0.42，0.35，0.17；Am，骨/Am，血分别为0.39，1.21，3.33，6.98，17.03，23.29，28.71和50.29。
实施例2锝-99m标记的2-(2-甲基咪唑-1-基)-1-羟基乙烷-1，1-二膦酸配合物(99mTc-MZL)的制备及其性能测定1)99mTc-MZL的制备在10ml西林瓶中，加入2-(2-甲基咪唑-1-基)-1-羟基乙烷-1，1-二膦酸3～5mg，SnCl2·2H2O的盐酸溶液0.05～0.2mL(盐酸浓度为1mol·L-1，内含2.5g·L-1的SnCl2·2H2O)，摇匀后用磷酸盐缓冲溶液(pH8.0)调节至pH5～7，加入新淋洗的高锝-99m酸(99mTcO4-)溶液18.5～185兆贝可(MBq)，充分混匀，室温放置5～10分钟，即得本发明所述的锝-99m标记的2-(2-甲基咪唑-1-基)-1-羟基乙烷-1，1-二膦酸配合物(99mTc-MZL)。
2)99mTc-MZL标记率的测定采用HPLC法测定采用美国Varian 5000型HPLC仪，色谱柱为C-18反相柱，流动相为V(w＝25％氨水)/V(水)＝1/9，流速为每分钟1.0毫升。99mTc-MZL的保留时间(Rt)为1.39分钟，未反应的高锝-99m酸(99mTcO4-)的保留时间(Rt)为2.41分钟。结果表明99mTc-MZL的标记率大于95％。
3)99mTc-MZL的体外稳定性的测定由于锝-99m的半衰期为6.02小时，因此，将新制备的99mTc-MZL置于室温，不同时间(1、2、3、4、5和6小时)取样分析，考察99mTc-MZL在室温下的存放稳定性。实验结果表明99mTc-MZL在室温下存放6小时后，其标记率和外观均无明显变化。
4)99mTc-MZL在小鼠体内的生物分布按照实施例2中1)、2)制备好标记率大于90％的99mTc-MZL溶液。将24只正常小鼠(雌雄不拘，体重18～20克)随机分为8组，从尾静脉注射0.2mL(约0.80～1.10MBq)99mTc-MZL溶液，然后分别于注射后2、5、10、15、30、60、120和180分钟将小鼠断头处死。取其心、肝、脾、肺、肾、肌肉、骨和血等有关组织和器官，称重后在阱型γ探头中测量放射性，计算每克组织的放射性占总注射剂量的百分数(％ID/g)以及骨与各个组织的放射性之比，小鼠全部血液的质量按其体重的6.5％计算。每个时相取3组平行数据，实验结果以平均值表示。不同时间骨组织中摄取99mTc-MZL的量(Am，骨)(％ID/g)分别为13.28，14.30，13.08，11.78，8.50，7.95，11.29，13.88；不同时间血液中99mTc-MZL的量(Am，血)(％ID/g)分别为15.73，6.18，3.49，2.54，0.69，0.34，0.145，0.099；Am，骨/Am，血分别为0.84，2.31，3.75，4.64，12.32，23.38，77.86，140.20。
而文献[刘丽琴等，北京师范大学学报(自然科学版)，2003年4月第39卷第2期230～233页]报道的锝-99m标记的亚甲基双膦酸(99mTc-MDP)在30分钟、60分钟、120分钟和180分钟时的骨组织中摄取的量(Am，骨)(％ID/g)分别为3.26，4.79，3.87，7.71；不同时间血液中99mTc-MDP的量(Am，血)(％ID/g)分别为0.47，0.28，0.15，0.12；Am，骨/Am，血分别为6.91，17.31，26.22，67.34。
权利要求
1.一种放射性锝-99m标记的唑来膦酸类的双膦酸配合物，其结构式为 其中的R为氢或甲烷基。
2.根据权利要求1所述的放射性锝-99m标记的唑来膦酸类的双膦酸配合物，其中特别当R为氢时，所得的产物为锝-99m唑来膦酸配合物，其化学名为锝-99m标记的2-(咪唑-1-基)-1-羟基乙烷-1，1-二膦酸配合物，简写为99mTc-ZL。
3.根据权利要求1所述的放射性锝-99m标记的唑来膦酸类的双膦酸配合物，其中特别当R为甲基时，所得的放射性锝-99m标记的双膦酸配合物，其化学名为锝-99m标记的2-(2-甲基咪唑-1-基)-1-羟基乙烷-1，1-二膦酸配合物，简写为99mTc-MZL。
4.一种权利要求1所述的放射性锝-99m标记的唑来膦酸类的双膦酸配合物的制备方法，其特征在于该方法为在西林瓶中，加唑来膦酸类的双膦酸3～5mg，再加盐酸浓度为1mol·L-1，内含2.5gL-1的SnCl2·2H2O的SnCl2·2H2O的盐酸溶液0.05～0.2mL，摇匀后用pH8.0的磷酸盐缓冲溶液调节至pH5～7，加入新淋洗的高锝-99m酸溶液18.5～185兆贝可，充分混匀，室温放置5～10分钟，即得到所述的锝-99m标记的唑来膦酸类的双膦酸配合物。
5.根据权利要求4所述的放射性锝-99m标记的唑来膦酸类的双膦酸配合物的制备方法，其特征在于该方法中所用的唑来膦酸类的双膦酸为唑来膦酸，则制备得到如权利要求2所述的锝-99m标记的2-(咪唑-1-基)-1-羟基乙烷-1，1-二膦酸配合物。
6.根据权利要求4所述的放射性锝-99m标记的唑来膦酸类的双膦酸配合物的制备方法，其特征在于该方法中所用的唑来膦酸类的双膦酸为2-(2-甲基咪唑-1-基)-1-羟基乙烷-1，1-二膦酸，则制备得到如权利要求3所述的锝-99m标记的2-(2-甲基咪唑-1-基)-1-羟基乙烷-1，1-二膦酸配合物。
全文摘要
放射性锝－99m标记的唑来膦酸类的双膦酸配合物及其制备方法，属于放射性药物及核医学领域。具体的唑来膦酸类的双膦酸是指2－(咪唑－1－基)－1－羟基乙烷－1，1－二膦酸(唑来膦酸，ZL)、和2－(2－甲基咪唑－1－基)－1－羟基乙烷－1，1－二膦酸(MZL)。该类配合物的制备方法是，将配体唑来膦酸类的双膦酸(ZL或MZL)、还原剂、pH缓冲剂等组成药盒，再将高锝酸(
文档编号A61P35/00GK1680409SQ20051003817
公开日2005年10月12日 申请日期2005年1月18日 优先权日2005年1月18日
发明者罗世能, 王洪勇, 谢敏浩, 何拥军, 邹霈, 刘娅灵, 刘晓亚 申请人:江苏省原子医学研究所