Development of Barium-135m Radiopharmaceutical for Skeletal Imaging

L’étude décrit une investigation systématique à fin de développer un composé de ^135mBa utilisable pour la scintigraphic osseuse. L’isotope a été produit dans un réacteur à flux élevé. La période de 1,2 jours et l’énergie des photons de 268 kev sont particulièrement favorables pour l’enrégistrement par un scanner rectiligne ou une gammacaméra. Le composé consiste en ^135mBa en HCl à une activité spécifique de plus de 5mCi/mg Ba, neutralisé à un pH de 6,5 et rendu isotonique. Un facteur de sûreté de plus de 1000 pour la LDj de la substance traceur a été conservé. La dose de radiation dans le squelette était de 1,2 rad par mCi. Pour l’intestin, elle peut arriver à 4 rad par mCi. La dose traceur injectée quitte rapidement la voie sanguine et se trouve fixée à environ 60% dans le squelette tandis que 40% sont excretés de préférence par les selles. Après l’administration de laxatifs, on a obtenu des scintigraphies satisfaisantes 1 à 2 jours après administration. Le plus grand désavantage est la Pertubation par la radioactivité gastro-intestinale.

Summary

The present study represents a systematic evaluation towards the development of a bone scanning agent with barium-135m. It was produced in a reactor with a high neutron flux. The half-life of 1.2 days and photon energy of 268 keV were most suitable for bone scanning with rectilinear scanner or gamma camera. The radiopharmaceutical consisted of ^135mBa with specific activity greater than 5 mCi/mg Ba in HCl, but neutralized to pH 6.5 and made isotonic. A minimum safety factor of greater than 1000 was maintained with respect to LDi in the tracer doses. The radiation dose to skeleton was 1.2 rad, but to large intestine it could be as high as 4 rads per mCi of tracer dose. Intravenously injected tracer dose cleared rapidly from the blood, and about 60% accumulated in the skeleton and 40% excreted mostly in the feces. Satisfactory scans were obtained at 1 and 2 days following laxatives. Interference from the gastrointestinal radioactivity was regarded as the major disadvantage.

Die vorstehende Arbeit beschreibt eine systematische Untersuchung zur Entwicklung einer ^135mBa-Verbindung für die Knochenszintigraphie. Das Isotop wurde in einem Reaktor mit hohem Neutronenfluß erzeugt. Die Halbwertszeit von 1,2 Tagen und die Photonenergie von 268 keV machen es zur Knochenszintigraphie mit rektilinearen Scannern oder einer Gamma-Kamera besonders geeignet. Die Verbindung besteht aus ^135mBa in HCl mit einer spezifischen Aktivität, die höher als 5 mCi/mg Ba ist, aber auf ein pH 6,5 neutralisiert und isotonisch ist. Ein minimaler Schutzfaktor von mehr als 1000 in bezug auf die LD ^X wurde bei Spurendösen aufrechterhalten. Die Strahlendosis für das Skelett betrug 1,2 rad, doch kann sie für die großen Eingeweide bis zu 4 rad pro mCi der Spurendosis betragen. Die intravenös injizierte Spurendosis verließ die Blutbahn rasch, ungefähr 60% wurden im Skelett gespeichert und 40% hauptsächlich mit den Faeces ausgeschieden. Nach Verabreichung von Laxantien wurden zufriedenstellende Szintigramme nach 1 und 2 Tagen erhalten. Als größerer Nachteil wurden Störungen durch gastro-intestinale Radioaktivität empfunden.

^* Address: Dr. F. Hosain, Department of Radiological Science, 615 North Wolfe Street, Baltimore, Maryland 21205 USA.

• References

• 1 Bauer G. C. H., Carlsson A., Lindquist B. Metabolism of ¹⁴⁰Ba in man. Acta Orthop. Scand. 1957; 26: 241.
• 2 Harrison G. E., Carr T. E. F., Sutton A. Distribution of radioactive calcium, strontium, barium and radium following intravenous injection into a healthy man. Int. J. Radiat. Biol. 1967; 13: 235.
• 3 Hill R. D., Metzger F. R. Nuclear isomers of ¹³⁸Ba and ^135*Ba. Phys. Rev. 1951; 83: 455.
• 4 Hosain F., Syed I. B., Dugal P., Wagner Jr. H. N. Bone scanning with radioactive barium. First Asian and Oceanian Congress of Radiology, Australia, Nov. 1971
• 5 Hosain F., Syed I. B., Wagner Jr. H. N., Lewis R. E. Ionic ^135mBa for bone scanning. J. Nucl. Med. 1970; 11: 328.
• 6 Hosain F., Syed I. B., Wagner Jr. H. N., Poggenburg J. K. Ionic barium-135m: A new agent for bone scanning. Radiology 1971; 98: 684.
• 7 Hosain F., Wagner Jr. H. N., Rupp A. F., Syed I. B. Personal communications. 1968-69.
• 8 Kalbfell D.C., Cooley R. A. Radio-isotopes of Ba and Cs. Phys. Rev. 1940; 58: 91.
• 9 Kniseley R. M., and rews G. A., Edwards C. L., Hayes R. L. Bonemarrow and skeletal scanning. Radiol. Clin. N. Amer. 7 (02) 265 1969;
• 10 Lange R. C., Treves S., Spencer R. P. ^135mBa and ¹³¹Ba as bone scanning agents. J. Nucl. Med. 1970; 11: 340.
• 11 Moon N. F. The Skeleton. in Principles of Nuclear Medicine. W. B. Saunders Co.; Philadelphia: 1968. p. 703
• 12 Spector W. S.. (ed) Handbook of Toxicology, Vol. 1. W. B. Saunders Co.; Philadelphia: 1956. pp. 38-39.
• 13 Spencer R. B., Lange R. C., Treves S. Use of ^135mBa and ¹³¹Ba as bone scanning agents. J. Nucl. Med. 1971; 12: 216.
• 14 Subramanian G. Barium-135m: Preliminary evaluation of a new radionuclide for skeletal imaging. J. Nucl. Med. 1970; 11: 650.
• 15 Subramanian G., McAfee J. G., Bell E. G., Blair R. J., O'Mara R. E., Ralston P. H. ^99mTc-labeled polyphosphate as a skeletal imaging agent. Radiology 1972; 102: 701.
• 16 Subramanian G., McAfee J. G., Blair R. J., O'Mara R. E. ¹⁵⁷Dy-HEDTA for skeletal imaging. J. Nucl. Med. 1971; 12: 558.
• 17 Syed I. B. Barium-135m for skeletal imaging, Sc. D. Thesis, Johns Hopkins University, Baltimore 1972; p. 76.
• 18 Syed I. B., Hosain F. Specific Gamma-ray and equilibrium absorbed-dose constants for barium-135m. J. Nucl. Med. 1971; 12: 630.
• 19 Syed I. B., Hosain F. Determination of LD⁵⁰of barium chloride and allied agents. Toxicol. Appl. Pharmacol. 1972; 22: 150.
• 20 Syed I. B., Hosain F., Wagner Jr. H. N. Clinical evaluation of ¹³⁵mBa as a bone scanning agent. J. Nucl. Med. 1971; 12: 467.
• 21 Wagner Jr. H. N., Emmons H. Characteristics of an ideal radiopharmaceuticals. ed. Andrews G. A., Kniseley R. M., and Wagner Jr. H.N. U.A.A.E.C. Symposium Series No. 6 1966; p. 1.