Rolul fizicianului în controlul calității

radiofarmaceuticelor

Pricope Andreea Simina Coordonator:Dr.Cipriana Ștefănescu

Medicina nucleară

Capitolul I: Asigurarea calită iiț

"Asigurarea calităţii este suma totală a tuturor măsurilor luate cu scopul de a asigura că

produsele sunt de calitatea necesară pentru destinaţia lor "

Astfel, gradul de certitudine că un produs radiofarmaceutic va îndeplini funcţia prevăzută într-un

mod sigur şi eficace va depinde de fiecare aspect al procesului de utilizat pentru prepararea lui.

Principalele aspecte ale acestui proces sunt:

Personalul - Obligaţiile personalului-cheie, de formare, evaluare şi igienă

Incintele şi echipamentele - proiectarea, exploatarea, calibrarea şi întreţinerea

preventivă planificate

Documentaţie - Specificații, proceduri şi înregistrări

Metodele de producţie - definite şi validate

Controlul calității

Controlul de calitate este, aşadar, doar o parte din sistemul de asigurare a calităţii totale. Acesta

constă dintr-o serie de în-proces controale şi verificări finale privind produsul şi componentele sale

pentru a verifica dacă acestea respectă o serie de specificaţii care au fost stabilite anterior pentru

fiecare tip de element preparat.

Din punct de vedere al standardelor de calitate si al reglementarilor europene in domeniul

radiofarmaceuticelor, principalul ghid ce trebuie avut in vedere, încă din faza de cercetare a unui nou

compus, este standardul GMP (good manufacturing practice, bună practică de fabricație). Acesta

urmărește:

siguranță si calitatea unui produs care se intenționează a fi injectat unor

subiecți umani;

proceduri standard de operare (SOP), precum si procedurarea unor metode

de laborator;

In acest sens, pentru simplificare, toate etapele de sinteza si purificare trebuie gândite conform

acestor standarde încă din faza de proiectare. De exemplu este indicată evitarea unor solvenți organici

de clasa 1 si alegerea unor solvenți acceptați, iar în cazul utilizării tehnicilor SPE (solid phase

extraction) sau HPLC semipreparativa pentru purificarea compusului final, limitarea eluentului etanol

la 10% în compusul final (limită acceptată pentru injectare). Metodele de laborator trebuie astfel

planificate încât sa includă etape de trapare a solvenților reziduali, diluare cu ser steril etc., astfel încât

1

soluțiile finale sa corespundă acestor standarde. Garantarea sterilității sistemului de sinteză este

obligatorie. Sterilizarea prin încălzire este o garanție adițională, dacă este posibila. Modalitățile de

sterilizare standard sunt: între 20 min și 40 minute la 121ºC sau între 6 minute și 15 minute la 134 ºC.

Substanțele chimice este de dorit sa fie produse în sistem GMP (pentru asigurarea trasabilității).

Controlul de calitate este recomandat a se realiza prin HPLC; în plus se recomandă efectuarea de teste

privind osmolaritatea si pirogenitatea.

GMP este o parte a Asigurării Calității si certifica faptul că produsele sunt în mod constant

produse si controlate în conformitate cu standarde cerute de specificația produsului precum și cu

cerințele Autorizației de Punere pe Piață (APP). Prin GMP sunt vizate atât producția cât si controlul.

Controlul calității este parte integranta a GMP care se ocupă cu prelevarea probelor, testarea si

analiza acestora pentru verificarea conformității cu specificațiile acestora si cu organizarea,

documentarea si eliberarea procedurilor care asigura ca testele necesare sunt relevante si aplicate

efectiv si ca aceste materiale nu sunt eliberate la utilizare, nici ca produse eliberate pentru vânzare sau

livrare până ce calitatea lor nu a fost considerată satisfăcătoare.

Unele dintre cerințele de baza ale controlului de calitate (QC) sunt:

· Existența facilitaților adecvate, instruirea personalului, proceduri aprobate pentru prelevarea

probelor, inspectarea si testarea materiilor prime, materialelor de ambalare, controlul intermediarilor, a

soluțiilor stoc si produselor finite precum si, după caz, a condițiilor de mediu pentru scopurile GMP;

· prelevarea probelor din materiile prime, materialele de ambalare, produsele intermediare,

soluțiilor stoc si produsele finale sunt luate de personal prin metode aprobate de QC.

· Metodele de testare sunt validate;

· Înregistrările sunt făcute conform specificațiilor;

· Suficiente mostre de materii prime si produse finite trebuie reținute, pentru a permite o viitoare

examinare a produsului daca este necesar.1

1 Institutul National de C&D pentru Fizica si Inginerie Nucleara “Horia Hulubei”Departamentul de Fizica Teoretica

2

Capitolul II:Controlul calită iiț

Deoarece radiofarmaceuticele se administrează la pacienți, este evident ca ele trebuie sa respecte

o serie de calitate, ca orice medicament.Aceste norme obliga la un control care implica o serie de teste

specifice care sa asigure puritatea fizico-chimică, identitatea produsului, eficacitatea radiotrasorului,

puritatea biologica. Altfel spus, toate testele de calitate care trebuie aplecate unui medicament

(neradioactiv) trebuie, deasemeni, aplicate si radiofarmaceuticelor, cărora li se mai adauga teste in

relație cu proprietatea lor de a emite radiații, si anume teste pentru puritatea radionuclidică si

radiochimică.

Testele cuprinse in controlul de calitate al radiofarmaceuticelor se pot împărți in doua

categorii:teste fizico-chimice si teste biologice.

Testele fizico-chimice implica punerea in evidenta si evaluarea cantitativa a impurităților

radiochimice, determinarea pH-ului, a caracterului ionic, osmolaritatea, aspectul fizic macroscopic,

starea de agregare, prezenta unor particule coloidale.

Testele biologice stabilesc sterilitatea, apirogenitatea si toxicitatea materialului . Multe dintre

aceste teste efectuate de către firma producătoare, înainte de expedierea moleculei vectoare sau a

radioizotopului spre laboratoare de medicina nucleara.Unele, insa, se efectuează in Laboratorul de

Medicina nucleara, după radiomarcarea moleculei vectoare si condiționează posibilitatea administrării

la pacient a moleculei radiomarcate preparate.

Ca urmare, înainte de administrarea unui radiofarmaceutic pacientului acesta trebuie testat

pentru:

1. puritatea chimică (detecția impurităților chimic active, măsurarea pH-ului);

2. puritatea radiochimică (detecția altor compuși chimici secundari, marcați de

radioizotopul utilizat pentru marcarea moleculei vectoare);

3. puritatea radioizotopică (detecția altor radioizotopi, rezultați secundar in preparat)

4. puritatea biologică, pirogenitatea (soluția nu trebuie sa conțină agenți pirogeni,

susceptibili sa producă febra).2

2 “De la fizica si biofizica radiofarmaceuticelor la imagini functionale si moleculare”Cipriana Stefanescu,Valeriu RusuTehnopress,Iasi-2007

3

Puritatea radiochimica

Puritate radiochimică (PCR) poate fi definită ca "proporţia din totalul de radioactvitate în

eşantion, care este prezentă ca specie dorită marcată radioactiv".

Puritatea radiochimică este importantă în radiopharmacie,

deoarece este forma radiochimică ce determină biodistribuţia

radiofarmaceuticului. Impurităţile radiochimice vor avea

modele diferite de biodistribuţie, care pot agrava imaginea de

diagnosticare obţinuta.

Măsurarea PCR necesită utilizarea unei metode de a

separa speciile chimice care pot fi prezente in prepararea

radiofarmaceuticului.

Metoda cea mai frecvent utilizată este cromatografia, care separă diferitele specii pe thebasis de

afinităţile lor diferite pentru o varietate de faze solide sau lichide.

Procedura cea mai simplă şi larg efectuat utilizează cromatografia în strat subţire (TLC), în

care diverşi compuşi pot fi separați, deoarece sunt diferit distribuite între un lichid (mobil) şi o fază

solidă (staţionare) de sprijin in cea mai mare mare compusa din gel de siliciu, în mod normal, legat de

sticlă -fibre de coli. (Instant cromatografie în strat subţire sau ITLC).

Cromatografie lichidă (LC) este o alternativă din ce în ce mai populara pentru TLC în care

componentele sunt separate de stabilirea unei coloane de eluţie cu o fază mobilă adecvata. LC poate fi

efectuata utilizând cromatografie lichidă de înaltă presiune (HPLC), un mod foarte eficient de

separare, care necesită echipamente scumpe de specialitate, dar aceleaşi principii se aplică la Solid-

faza de extracţie (SPE), o versiune low-tech de cromatografie de lichide, care necesită foarte puţin în

mod de echipament.O alternativă pentru cromatografia este de a folosi electroforeză în care

componentele într-un produs radiofarmaceutic pot fi separate de mobilităţi lor diferite într-un câmp

electric.

4

Identitatea radionuclidului

Identitatea radionuclid este critică, deoarece în radiopharmacie radionuclidul utilizat determină

doza de radiații la pacient, biodistribuţia de radiofarmaceutic, calitatea imaginilor obţinute sau orice

eficacitate din orice preparat terapeutic. Identitate radionuclidului poate fi stabilită fie prin măsurarea a

jumătate de viaţă sau de energie a radiațiilor emise de proba.

Măsurarea de înjumătăţire este consumatoare de timp, mai mult, dar necesită mai puţin în

modul de echipament de specialitate. Măsurătorile de radioactivitate trebuie să fie luate pe o perioadă

suficientă de timp. Se recomanda un timp in care radioactivitatea se dezintegrează la aproximativ 10-

20% din nivelul său iniţial şi anume peste aproximativ trei jumătăţi de viață, cu toate acestea, uneori, o

perioadă mai scurtă poate sa fie folosita în special pentru produsele radiofarmaceutice cu emisii de

pozitroni. Logaritmul de radioactivitate se reprezintă apoi în funcţie de timp şi constanta (λ) de

degradare, determinată de panta liniei drepte obţinuță. Timpul de înjumătăţire poate fi apoi calculat din

ecuaţia T1 / 2 = ln (2) / λ şi identitatea radionuclidului.

Măsurarea de radiaţii de energie se realizează cu ajutorul gama-raze de spectroscopie de la un

detector de scintilaţie interfeţele la un analizor multicanal (MCA).

Puritatea radionuclidului

Puritatea radionuclidică este definita ca "raportul, exprimat ca procent, de radioactivitate a

radionuclid dorit cu radioactivitatea totală a sursei". Puritatea radionuclidică este importantă în

radiopharmacie, deoarece orice impuritate radionuclidică poate creşte doza de radiaţii primită de

pacient şi poate degrada, de asemenea, calitatea oricărei proceduri de imagistică efectuate. Proba de

radionuclid nu este 100%, pură şi conţine anumiţi contaminanţi care decurg din procesul de producţie

sau de degradare a radioizotopilor primari. În scopul de a controla efectele acestor contaminanţi la

doza de radiaţie primită de către pacient, limitele trebuie să fie stabilite la nivelurile maxime admise de

contaminare. Aceste limite sunt definite în monografiile din Farmacopeea şi variază în funcţie de

cauză,radionuclid şi caracteristicile fizice de dezintegrare de substanţe contaminante posibile.

5

Măsurarea de puritatea radionuclidică în mod normal, este realizată cu ajutorul razelor gama

spectroscopice.

Măsurarea purității radionuclidice de technetiu-99m este deosebit de important, deoarece:

acesta este izotopul cel mai utilizat pe scară largă în medicina nucleară şi

impurităţile în probele de 99m Tc pot influenţa în mod semnificativ doza de

radiaţii primita de populaţia de pacienţi;

radionuclidul este produs in-house de la un 99 Mo / 99m Tc generator şi, prin

urmare, este mai puţin uşor de a controla nivelul de impurităţi decât la un site de

fabricaţie centrală.

Puritatea radionuclidică de sodiu [99m Tc] pertechnetat depinde de sursa de tata molibden-99: Când Mo-

99 este produs prin bombardarea cu neutroni de Mo-98 nu mai mult de 0,1% din radioactivitatea totală

poate fi prezentă în formă de Mo-99 şi nu mai mult de 0,01%, în formă de orice impuritate

radionuclidica. Când Mo-99 este produs din fisiunea uraniului puritatea radionuclidică este mult mai

stricta:

Radionuclid Limita

Mo-99 0,1%

I-131 0,005%

Ru-103 0,005%

Sr-89 0.00%

Sr-90 0.00%

emiţători alfa 0.00%

6

Impuritatea chimica:

Puritatea chimică este definită ca "parte din masa totală, în prezent sub forma chimică

declarata". Puritatea chimică este deosebit de important în radiopharmacie, din cauza nivelului la care

trasorul chimic funcţionează. Cu toate acestea, în practică, puritate chimică în sine nu este în mod

normal, măsurată, dar nivelul unor componente non-radioactive poate fi determinat. Dacă niveluri

semnificative de impurităţi chimice sunt prezente, atunci este posibil ca acestea sa poată interveni în

procesul de etichetare. Unii compuşi pot fi, de asemenea, toxici pentru pacient.

Din acest motiv, toți reactivii folosiţi în formulele radiofarmaceutice sunt în mod normal, de cea mai

mare puritate, care poate fi obţinuti.

pH-ul

Controlul pH-ului a unui preparat radiofarmaceutic poate fi critic în

cazul în care complexele sunt corecte pentru a fi obţinute în timpul procedurii de etichetare în special

în cazul unor marcatori, cum ar fi 99m Tc-DMSA şi 99m Tc-HMPAO. pH-ul este în mod normal,

menţinut prin utilizarea de buffere adecvate în formulare. PH-ul unui preparat poate fi verificat cu

ajutorul unui pH-metru calibrat în mod corespunzător, dar mai uşor, utilizând în bandă îngustă hârtie

de pH, care necesită doar un mic eşantion.

7

Aluminiu :

Aluminiul este o impuritate care poate apărea potenţial din

coloanele de aluminiu prezente în 99 Mo / 99m Tc generatorului. Deşi este rar pentru ca acest lucru să se

întâmple, defalcarea structurii coloanei poate apărea, ocazional, ca rezultat, în niveluri semnificative de

ioni Al + + în generatorului eluaţi. Niveluri de ioni Al + + + mai mare de 10μg pe ml poate provoca

floculare a celulelor sanguine marcat radioactiv şi de agregare ale unor radiofarmaceutice coloidale cu

o schimbare rezultată în biodistribuţia a acestor agenţi. Niveluri de de ioni Al + + + +de mai mult de 10μg

pe ml, poate fi măsurată cu ajutorul unui test colorimetric sau folosind hârtie indicatoare speciale.

Sterilitatea

Cele mai multe radiofarmaceutice sunt administrate prin injectare intravenoasă şi pentru a se

asigura că nu există nicio posibilitate ca pacienții ar putea fi infectați de micro-organisme în pregătire,

este esenţial ca ele sa fie sterile în momentul de administrare.

Această cerinţă este valabil pentru toate produsele farmaceutice parenterale

şi procedura normală este de a efectua un test de sterilitate pharmacopee pe produs înainte ca acesta sa

fie eliberat pentru utilizare. Cu toate acestea, deoarece un test de sterilitate durează două săptămâni şi

radiofarmaceutice multe au timp de activare de doar câteva ore de la preparare, aceasta în mod normal,

nu este posibil pentru a face un test de sterilitate pe majoritatea produselor radiofarmaceutice înainte de

a fi utilizate.

Cu toate acestea, acest lucru nu exonerează radiopharmacia de la necesitatea de a asigura că

pregătirile sunt într-adevăr sterile.Încrederea în sterilitatea produsului poate fi realizată prin muncă 8

într-un mediu curat şi în urma unei proceduri de operare definite, care include tehnici aseptice de

transfer. Această încredere poate fi aprobată prin efectuarea de teste de sterilitate retrospective, pe un

eşantion de radiofarmaceutice pregătite pentru a se asigura că acestea sunt într-adevăr sterile.

În Marea Britanie, se recomandă testarea sterilităţii eluatului generator care rămâne ne-utilizat în

primele zile şi ultima de viaţă a generatorului, precum si o varietate de tipuri diferite de produse

preparate în radiopharmacie.

Pirogenitatea

Pirogenele sunt materiale care cauzează o creştere a temperaturii atunci când sunt administrate

la animale sau oameni. Cel mai important tip de apirogen în domeniile farmaceutice este Endotoxina

bacteriana - fragmente ale peretelui celular bacterian, care, dacă sunt prezente într-un farmaceutic

parenteral poate duce la un răspuns pirogen (frisoane, febră, cefalee, mialgie, stare generală de rău), de

către destinatar.

Limita admisă farmacopee, pentru administrarea de pirogene este de 5 UE (unităţi de

endotoxine) / kg / oră (PhEur 3rd Edition 1997). Necesitatea de a controla pirogenele este cel

mai important în volum parental de mari dimensiuni, cum ar fi lichide de perfuzie în cazul în

care, dacă sunt prezente chiar şi în concentraţii mici, o doza mare de endotoxina poate fi uşor de

administrat.

Din moment ce produsele radiofarmaceutice sunt furnizate numai în cantităţi mici,

endotoxinele ar trebui să fie prezente în concentraţii mari pentru provoca un răspuns. Pentru un

adult normal, doza ar trebui să conţină mai mult de 300 de UE să fie susceptibile de a provoca

un răspuns pirogen.

Toate produsele radiofarmaceutice licenţiate şi materialele folosite în pregătirea lor, ar fi în mod

normal, testate pentru pirogene de către producător şi testate apirogen, prin urmare, nu este necesar în

mod normal în Radiopharmacie. Cu toate acestea, în cazul în care un produs radiofarmaceutic este

dezvoltat şi pregătit în casă, atunci testul apirogen poate fi necesar.

Pirogene sunt mult mai eficiente atunci când sunt administrate intratecal. Limită acceptabilă pentru IT

injectabilă este de numai 0,2 EU / kg / oră. Toate injecţii intratecale trebuie să fie testate pentru

nivelurile de endotoxine.

9

Biodistribuţia

Testul final de calitate a unui radiofarmaceutic este biodistribuţia.Adesea, primul

indiciu că ceva ar putea fi greşit cu un radiofarmaceutic este un model neaşteptat de

biodistribuţie constatată în timpul unei proceduri de imagistică. Exemplu arată

absorbţie de stomac pe un os de scanare din cauza nivelului ridicat de 99m Tc-

pertechnetat în pregătire.

Fluor-18 Micro-PET imaginea unui schelet

şobolanDigital autoradiograph de o felie de un creier de

şobolan

Studiile de biodistribuţie la animale pot fi efectuate de către producătorii de medicamente

radiofarmaceuticelor licenţiate, ca parte a procedurii lor de asigurare a calităţii înainte de un lot de

kituri, de exemplu, este eliberat de vânzare. Aceste studii pot identifica deficienţele în calitatea unui

produs, mai ales atunci când compoziţia chimică exactă a compusului este incertă, 99m Tc-metilen

diphosphonate, de exemplu. Cu toate acestea, atunci când structura exactă a complexului este

cunoscut, cum este cazul pentru produsele cel mai recent dezvoltate, atunci metode fizico-chimice de

analiză va furniza în mod normal, toate informaţiile necesare cu privire la calitatea de un nou lot de

produs.

Studii de biodistribuţie la animale sunt aproape întotdeauna efectuate în timpul dezvoltării unui roman

radiofarmaceutic înainte de a fi primul administrat la om. Aceste studii se pot face la animalele cu

fenotipuri normale, dar din ce în ce mai mult se efectuează la animalele transgenice care au anumite

caracteristici, care reflectă cele ale beneficiarilor finali umani.

Studiile de biodistribuţie pot fi efectuate de către imagistica animală pe dispozitive de imagistică

unică de fotoni sau PET sau prin uciderea animalelor în anumite momente după administrarea de

radiofarmaceutice şi de măsurare a radioactivităţii de distribuţie în ţesuturi prin numărare sau de

tehnici de autoradiographica.3

Capitolul III:Materiale și procedee de control al calității

Se taie hartia in 31 de benzi de 1cm x 6cm,se traseaza pe benzile de hârtie,linii la 1, 3 si 5 cm

de la capatul perforat iar sectiunea rezultată se imparte in 2 sectiuni mai mici,numerotate cu 1 si

3 http://nucleus.iaea.org/HHW/Technologists/NuclearMedicineTech/Educationalresources/Radiopharmacy_for_NMT/QC_Procedures_for_RP/index.html

10

2.Pentru a identifica fiecare bandă mai uşor, o bandă de culoare a fost adăugată la partea de sus a

fiecărui tip de hârtie cromatografică.Benzile de hartie sunt plasate in flacoane de 10ml peste care se

adauga 1ml de solvent.Se asteapta până când se observă că frontul de solvent a migrat la linia de

creion de sus.Benzile sunt uscate si se taie in opt segmente egale.Patru de deasupra liniei de mijloc si

patru din dedesubtul acesteia.Fiecare segment se noteaza pentru o activitate.4

Procedura Myoview (Cromatografie)

Materiale necesare:

Whatman 31 benzi

Acetat de etil

4 Rapid Miniaturized ChromatographicQualityControl Procedures for Tc-99mRadlopharmaceuticaisA. Michael Zimmer and Dan G. PavelUniversity of Illinois Medical Ce,uer, Chicago, Illinois

11

Foarfece

Creion

Numărarea tuburi / flacoane

MCA sau SCA sau videoscaler cu scintilatie

Procedură:

1. Se realizează procedura in urma careia se obtin cele două secțiuni S1 si S2.

2. Pentru a migra solventul pe bandă, il punem în acetat de etil.

3. Se lasă solventul să migreze la faţa locului de cerneală / linie la partea de sus a benzii.

4. Scoateţi banda de solvent.

5. Taiati banda la jumatate.

6. Contorizarea fiecare secţiune a benzii.

Tag% Tc-99m = (numărul de sus) / (numărul de jos + numărul de sus) x 100

USP purităţi minime acceptate: Myoview 90%.

USP purităţi minime acceptate:

MAA 90%

HSA 90%

DMSA 90%

Sulf coloidal 92%

Albumina coloidal 90%

Puritate chimică

Atunci când un generator de Mo-99/Tc-99m este eluat, este posibil să se eluează ion de

aluminiu, împreună cu Tc-99m. Al XXIII-lea USP nu permite mai mult de 10 micrograme de ioni de

aluminiu per mililitru de Tc-99m eluat de la un generator de fisiune produs. Aluminiu excesiv indică

lipsa de stabilitate a coloanei generatorului.

Echipament necesar:

Kit de testare disponibile în comerţ colorimetric pentru aluminiu Ion

Procedură:

1. Puneţi o picătură de soluţie standard de pe o bandă indicator prevăzut în kit. Soluţia standard

conţine 10 micrograme per mililitru de ioni de aluminiu.

2. De lucru în spatele unei staţii de lucru ecranate, retrage aseptic o cantitate mică de eluat.

Puneţi o picătură de eluat de pe banda de lângă indicatorul de la faţa locului, soluţia standard.

12

3. Compara intensitatea culorii din cele două locuri.

4. În cazul în care la faţa locului eluatul este mult mai intens (mai inchisa) decat standard, de

aluminiu este în exces. Eluat trebuie aruncat.

5. Urmaţi toate instrucţiunile suplimentare şi kit de rezultate record ca fiind pozitive sau

negative.

CuprinsCapitolul I: Asigurarea calității.................................................................................................................1

Capitolul II:Controlul calității...................................................................................................................3

2.1 Puritatea radiochimica...................................................................................................................4

13

2.2 Identitatea radionuclidului...........................................................................................................5

2.3 Puritatea radionuclidului...............................................................................................................5

2.4 Impuritatea chimica:......................................................................................................................7

2.5 pH-ul................................................................................................................................................7

2.6 Aluminiu :....................................................................................................................................8

2.7 Sterilitatea.......................................................................................................................................8

2.8 Pirogenitatea...................................................................................................................................9

2.9 Biodistribuţia................................................................................................................................10

Capitolul III:Materiale și procedee de control al calității.....................................................................11

3.1 Procedura Myoview (Cromatografie).........................................................................................12

3.2 Puritate chimică............................................................................................................................12

14

15