Rhenium-188 Labeled Hydroxyapatite and Rhenium-188 Sulfur Colloid

Summary

Aim: One therapeutic approach to rheumatoid arthritis and other inflammatory arthropathies besides surgical removal of inflamed synovium is radiation synovectomy using beta-emitting radionuclides to destroy the affected synovial tissue. Up to now the major problem associated with the use of labeled particles or colloids has been considerable leakage of radionuclides from the injected joint coupled with high radiation doses to liver and other non target organs. In this study we compared ¹⁸⁸Re labeled hydroxyapatite particles and ¹⁸⁸Re rhenium sulfur colloid for their potential use in radiation synovectomy. Methods: To this end we varied the labeling conditions (concentrations, pH-value, heating procedure) and analyzed the labeling yield, radiochemical purity, and in vitro stability of the resulting radiopharmaceutical. Results: After optimizing labeling conditions we achieved a labeling yield of more than 80% for ¹⁸⁸Re hydroxyapatite and more than 90% for the rhenium sulfur colloid. Both of the radiopharmaceuticals can be prepared under aseptic conditions using an autoclav for heating without loss of activity. In vitro stability studies using various challenge solutions (water, normal saline, diluted synovial fluid) showed that ¹⁸⁸Re labeled hydroxyapatite particles lost about 80% of their activity within 5 d in synovial fluid. Rhenium sulfur colloid on the other hand proved to be very stable with a remaining activity of more than 93% after 5 d in diluted synovial fluid. Conclusion: These in vitro results suggest that ¹⁸⁸Re labeled rhenium sulfur colloid expects to be more suitable for therapeutic use in radiation synovectomy than the labeled hydroxyapatite particles.

Zusammenfassung

Ziel: Neben der chirurgischen Entfernung der entzündeten Synovialis stellt die Radiosynovektomie durch Zerstörung des betroffenen Syno-vialgewebes mittels beta-emittierender Radionuklide einen der therapeutischen Ansätze bei rheumatischer Arthritis und anderen entzündlichen Gelenkserkrankungen dar. Bis heute bestand das Hauptproblem der Verwendung radioaktiv markierter Partikel oder Kolloide in einer beträchtlichen Freisetzung der Radionuklide aus dem behandelten Gelenk verbunden mit einer hohen Strahlendosis der Leber und anderer nicht betroffener Organe. Wir verglichen in dieser Studie den möglichen therapeutischen Nutzen von ¹⁸⁸Re-markierten Hydroxyapatit-Partikeln mit ¹⁸⁸Re-Schwefelkolloid zur Radiosynovektomie. Methoden: Zu diesem Zweck variierten wir die Markierungsbedingungen (Konzentrationen, pH-Wert, Art der Erwärmung) und bestimmten die Markierungsausbeute, die radiochemische Reinheit und die In-vitro-Stabilität der so hergestellten Radiopharmaka. Ergebnisse: Dabei erreichten wir nach Optimierung der Markierungsbedingungen eine Ausbeute von mehr als 80% für ¹⁸⁸Re-Hydroxyapatit und mehr als 90% für Rhenium-Schwefelkolloid. Beide Radiopharmaka können unter aseptischen Bedingungen im Autoklaven ohne Aktivitätsverlust hergestellt werden. In-vitro-Unter-suchungen zur Stabilität der Markierung in unterschiedlichen Inkubationsmedien (Wasser, physiologische Kochsalzlösung, verdünnte Syno-vialflüssigkeit) zeigten für ¹⁸⁸Re-markierte Hydroxyapatit-Partikel einen Aktivitätsverlust von ca. 80% binnen 5 Tagen in Synovialflüssigkeit. Rhenium-Schwefelkolloid hingegen erwies sich mit einer Restaktivität von mehr als 93% nach 5 Tagen in Synovialflüssigkeit als sehr stabil. Schlußfolgerung: Diese In-vitro-Ergebnisse lassen ¹⁸⁸Re-markiertes Rhenium-Schwefelkolloid für den therapeutischen Einsatz in der Radiosynovektomie geeigneter erscheinen als markierte Hydroxyapatit-Partikel.

Keywords

Rhenium-188 - radiation synovectomy - Hydroxyapatite - rheumatoid arthritis

Schlüsselwörter

Rhenium-188 - Radiosynovektomie - Hydroxyapatit - Rheumatische Arthritis

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