[发明专利]一种磷灰石显影剂及其正电子发射断层成像

说明书

技术领域

本发明涉及生物医学材料，医学成像领域，具体包括磷灰石显影剂的制备方法及其正电子发射断层(PET)成像。

背景技术

以正电子核素标记的磷灰石显影剂是专用于磷灰石正电子发射断层(PET)成像的显影剂。对PET医学成像技术而言，显像剂本身的研发是目前分子核医学和分子影像学领域最热门，最前沿的研究课题，因为PET显像的先决条件是制备各种特异PET药物(亦称正电子显像剂或正电子药物)。[唐刚华，正电子放射性核素的制备及其在药学领域中的应用。中国药物化学杂志，2003(13)1：p59]

磷灰石(Apatite)是人体和动物骨组织的主要无机成份，主要包括有羟基磷灰石、氟取代磷灰石及掺杂镁，锶，锌，碳酸根等系列改性磷灰石的生物材料，具有优异的生物相容性和生物活性。自上世纪70年代问世以来，磷灰石已在临床被广泛用作生物医用填充材料，涂层材料等等。近年来研究发现，磷灰石还对10种以上的癌细胞具有抑制作用，而对正常细胞却影响轻微，基本无影响，从而表现出一定程度的靶向性和广谱抗癌作用。诸多独特的理化特性使得与磷灰石医用密切相关的在体评价工作成为国内外生物材料领域重要的研究课题之一。

迄今为止，国内外涉及普通磷灰石的标记物主要有⁴⁵Ca、^99mT_c-二膦酸类配合物和铼的标记物等，这些方法仅能反映局部感兴趣区的分布和代谢情况，多数情况下需处死模型动物才能获得所需结果，技术操作难度较大，且难以获得全身完整的三维动态分布和代谢图像，目前尚未见其应用于磷灰石在体实时成像和磷灰石药代动力学方面的报道。

本专利首次报道的这类磷灰石显影剂，是在磷灰石合成过程中加入正电子核素，通过置换磷灰石中的部分OH^-，使正电子核素包含于磷灰石晶体结构中，获得正电子核素标记的磷灰石显影剂。

核素在衰变过程中发射正电子，这种正电子在机体组织中运行很短距离后(1mm)，与周围物质中的电子发生湮灭辐射，产生方向相反，能量相等的两个γ光子。PET显像即探测这些湮灭辐射光子，获得机体内正电子核素的断层分布图，从而揭示正电子核素标记的显影剂在机体内的空间位置分布、密度以及与特异受体靶组织或者细胞相结合的亲和力。

由于正电子核素与普通离子相比较，除放射性外，在化学性质上与普通离子是完全相同的。所以磷灰石显影剂与母体磷灰石的性质是一致的，在PET成像后可以直接对磷灰石进行相关的代谢动力学研究。在相关的动物实验中，不用处死动物，通过静脉注射将磷灰石显影剂引入动物体内后，一次PET成像即可实时获得磷灰石在动物全身的三维动态分布图像，而且用动态PET显像测定不同时刻血液以及各个器官放射浓度，可以计算磷灰石的药代动力学参数和药物代谢速率等，具有定量分析灵敏、准确及定位精确等特点，所用动物模型还可重复利用。

发明内容

本发明的目的是开发一类磷灰石显影剂，通过PET成像技术直接观测到磷灰石的在体分布情况，满足各类与磷灰石医用密切相关的在体评价工作。

一种磷灰石显影剂，其特征在于：该显影剂包含正电子核素的磷灰石晶体结构，通过在磷灰石合成过程中加入正电子核素置换磷灰石中的部分OH^-得到，其分子式为

Ca_(10-ζ)M_ζ(PO₄)_(6-λ)Q_λ(OH)_(2-θ)R_θA，其中

M为Mg，Sr，La，Y，Ce或Zn，0≤ζ＜10；

Q为CO₃^2-，0≤λ＜6；

R为CO₃^2-，F^-或Cl^-，0≤θ≤2；

A为¹⁸F，⁷⁶Br，⁷⁵Br或¹²⁴I。

本发明的磷灰石显影剂的制备方法

其制备步骤包括：

(1)配置步骤，按照所要制备的磷灰石的钙磷比，配制钙盐水溶液，浓度为0.01～1摩尔/升；配制磷盐水溶液，浓度为0.006～0.6摩尔/升；

(2)调整pH值步骤，用氨水将步骤(1)配制的钙盐水溶液调至pH值7.0～12，保持搅拌状态，恒温60～90℃；