Методы и оборудование для контроля качества радиофармпрепаратов

Для обеспечения безопасного производства радиофармацевтических средств, организации должны следовать требованиям нормативных документов. Выпуск готового лекарственного препарата напрямую зависит от результатов аналитического контроля. Контролю подвергается не только конечный продукт, но и исходные реактивы и компоненты, параметры оборудования, а также качество воздуха.

Для обеспечения контроля качества готовых радиофармпрепаратов необходимы соответствующие методики и комплекс аналитического оборудования для проверки химической, радиохимической, радионуклидной чистоты, а также биологических параметров.

Ядерная медицина – современное направление медицины, использующее радионуклиды и свойство атомных ядер подвергаться радиоактивному распаду для диагностики и терапии различных заболеваний.

Вещества, в состав которых с диагностической или терапевтической целью введен радионуклид, называют радионуклидными фармацевтическими препаратами (РФП). Одной из основных стадий производства РФП является их контроль качества, осуществляемый в соответствии с принципами надлежащей производственной практики (Good Manufacturing Practice, GMP) и такими нормативными документами, как Государственная фармакопея Российской Федерации XII изд., часть 1, European Pharmacopoeia, British Pharmacopoeia, The United States Pharmacopoeia [1, 2, 3, 4, 5].

Все РФП можно подразделить на две группы: препараты для позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), как правило, нарабатывающиеся непосредственно на месте последующего использования, и препараты для однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ), представляющие собой РФП-наборы на основе лиофилизатов и, например, генераторного элюата, изготавливаемых из стерильных сертифицированных компонентов [6, 7]. Для ПЭТ-препаратов применяются позитрон-излучающие изотопы (11С, 13N, 15O, 18F и др.), а для ОФЭКТ — гамма-эммитеры (99mTc, 111In, 123I, 188Re и др.) [8].

Контроль качества включает в себя отбор проб, проведение испытаний и проверок на соответствие требованиям спецификаций, документальное оформление и выдачу разрешений на выпуск. Для получения достоверных результатов контроля качества методики анализа должны быть валидированы, а оборудование квалифицировано.

Контроль качества ПЭТ- и ОФЭКТ-препаратов

При производстве РФП применяют различные методы контроля: физические (определение радионуклидной чистоты, объемной и удельной активности), химические (установление радиохимической и химической чистоты) и биологические (определение pH, осмоляльности, стерильности, апирогенности).

Контроль качества ПЭТ-препаратов осуществляется с помощью всех вышеперечисленных видов анализа. Для РФП-наборов достаточно проверки радиохимической чистоты с помощью тонкослойной хроматографии и измерения активности.

Для обеспечения контроля качества РФП аналитическая лаборатория в ПЭТ-отделениях должна быть оснащена следующими приборами:

• Газовый хроматограф
• Высокоэффективный жидкостной хроматограф (ВЭЖХ) с проточным детектором радиоактивности
• Сканер для тонкослойной радиохроматографии
• Многоканальный гамма-спектрометр
• Калибратор активности радионуклидов (дозкалибратор)
• Прибор для определения бактериальных эндотоксинов
• Осмометр
• pH-метр.

Химическая чистота препарата определяется наличием в нем посторонних, немеченых химических веществ, например органических продуктов разложения основного вещества, примесей тяжелых металлов и т.д. Для контроля химической чистоты, в частности для определения содержания остаточных растворителей в препарате, необходимо проводить газохроматографический анализ. При введении образца с помощью автосамплера в отличие от ручного введения на хроматограмме не выявляются ошибочные пики.

Химически чистым считается препарат, концентрация основного компонента в котором превышает 99%. Радиохимическая чистота – доля радионуклида, находящегося в РФП в необходимой химической форме. Контроль количества радиохимических примесей необходим, в виду того что их распределение в организме пациента отличается от распределения диагностического РФП и приводит к увеличению фона. Для проверки радиохимической чистоты необходимо использование ВЭЖХ-системы, а также сканера для тонкослойной радиохроматографии (ТСХ) [9].

ВЭЖХ является «золотым стандартом» среди методов контроля качества РФП. Его характеризует высокая точность, относительно небольшое время анализа и возможность полной автоматизации за счет использования дистанционно управляемого оборудования [10].

ВЭЖХ-хроматограф должен быть оснащен определенным аналитическим детектором в зависимости от типа исследуемого РФП и проточным детектором радиоактивности (рисунок 2). Так, например, для 18F-ФДГ необходим рефрактометрический или амперометрический детектор, а для 18F-холина – кондуктометрический, для 18F-ДОПА – диодно-матричный и т.д. Как правило, радиохимическая чистота препарата должна быть не менее 95%. По площади пиков хроматограммы можно определить концентрации веществ с использованием калибровочных кривых. Каждый остаточный растворитель идентифицируется по времени задержки и по концентрации.

ТСХ-сканер радиохроматограмм (рисунок 3) при этом должен обладать достаточной чувствительностью и пространственным разрешением для поставленных целей по разделению и количественному определению.

Каждому радионуклиду и ядерному изомеру присущи свои индивидуальные характеристики, такие как период полураспада τ½ и спектры излучений. Форму и количественные характеристики каждого спектра, а также значение периода полураспада τ½ используют для идентификации радионуклида. Радионуклидная чистота – доля общей активности препарата, обусловленная необходимым радионуклидом, в общей активности пробы. Нецелевые изотопы возникают из-за протекания побочных ядерных реакций в мишени и наличия примесей в ней.

Для идентификации радионуклидов по энергии и интенсивности гамма-квантов и рентгеновских лучей используют гамма-спектрометр, а для идентификации за счет определения периода полураспада радионуклида и измерения активности препарата необходим дозкалибратор (рисунок 4).

Для проверки биологической и физиологической совместимости необходимо определять осмоляльность препарата, количество бактериальных эндотоксинов и pH, что можно сделать с помощью осмометра и pH-метра (рисунки 5-7). При этом стоит учитывать, что при определении осмоляльности вводимый РФП должен быть изотоничным плазме крови.

Проведение ЛАЛ-теста (LAL – Limulus Amebocyte Lysate) необходимо для определения содержания бактериальных эндотоксинов. Для этого анализа необходимы специальные ЛАЛ-реактивы, представляющие собой водный экстракт (лизатом) амебоцитов, содержащий все компоненты, необходимые для реакции с эндотоксинами. Если в результате реакции происходит образование твердого геля или помутнение смеси, это свидетельствует о присутствии эндотоксина в образце.

Среди необходимых биологических тестов необходимо осуществлять контроль стерильности РФП путем проверки целостности стерилизующего мембранного фильтра с диаметром пор 0,22 мкм после окончания процесса фильтрации готового продукта.

Некоторые методики химического анализа РФП являются более продолжительными, чем время жизни входящего в его состав радионуклида. Допускается проводить эти испытания после выпуска продукции или на серию препарата, синтезированную за определенное время.

Источники информации:

1. Приказ Минпромторга РФ от 14 июня 2013 г. № 916 «Об утверждении правил надлежащей производственной практики».
2. Государственная фармакопея Российской Федерации XII изд., часть 1. М.: НЦЭСМП, 2008. – 704 с.
3. European Pharmacopoeia 8.2 (2014), p. 3975-3959
4. British Pharmacopoeia 2000. London: British Pharmacopoeia Commission; 2000. Monographs: Radiopharmaceutical preparation, Fludeoxyglucose [18F] injection.
5. The United States Pharmacopoeia, 25th ed, and The National Formulary, 20th ed. Rockvile, MD: United States Pharmacopeia Convention Inc; 2002. Fludeoxyglucose F 18 injection. pp. 752–3.
6. Хмелев А.В. Позитронная эмиссионная томография: физико-технические аспекты. М.: Тровант, 2016. – 336 с.
7. Saha G.B. Basics of PET Imaging, Physics, Chemistry and Regulations. 2-nd ed. – New York: Springer Publishing. 2010: — 241 p.
8. Сомов Д. В. и др. Особенности стандартизации радиофармацевтических препаратов //Фармация. – 2012. – №. 3. – С. 49-52.
9. Cyclotron produced radionuclides: guidance on facility design and production of [18F]Fluorodeoxyglucose (FDG). International atomic energy agency. 172 p. 2012.
10. Бёккер Ю. Хроматография. Инструментальная аналитика: методы хроматографии и капиллярного электрофореза. – Litres, 2017

Автор материала: Я.А. Обручникова,
доцент кафедры физической химии Российского химико-технологического университета

Материал опубликован в журнале «Новости GMP» №2 (13) лето 2017