本研究发表于是 Scientific Reports 杂志，发表时间为 2023 年。研究是一项原创性的原理验证研究，主要作者为 C. Dupire 和 P. Chennell，他们与来自法国波尔多大学医院、克莱蒙-奥弗涅大学、昂热大学医院等多个机构的研究人员合作完成。通讯作者为 C. Morgat。

学术背景

本研究属于药学和核医学的交叉领域，具体聚焦于药物与医疗器械容器之间的相互作用。药物吸附是制药实践中的一个已知问题，指药物（活性药物成分，API）被输注管路、导管、注射器等医疗器械的材料（如塑料、橡胶）表面或内部吸收，可能导致给药剂量不准确，影响治疗效果。然而，这种现象，特别是在药物与注射器之间，常常被低估或难以精确分析。传统分析方法（如高效液相色谱法、质谱法）能够量化溶液中的药物损失，但无法定位吸附发生的具体位置。

放射性药物是一种特殊的药物，其分子上标记有放射性核素，这使得它们能够通过伽马计数器进行高灵敏度定量，并且可以通过单光子发射计算机断层扫描/计算机断层扫描等专用成像设备进行非侵入性成像。本研究团队设想利用放射性药物的这一独特性质，开发一种创新的方法来量化和定位药物在医疗器械上的吸附现象。

本研究的主要目标是调查放射性药物在两种常见医疗注射器（两件式和三件式注射器）中储存时，是否存在因吸附而导致的药物损失风险，并对损失进行量化。次要目标是识别导致相互作用的设备部件。研究共纳入了九种具有不同理化性质的放射性药物，旨在验证该方法（利用放射性药物作为示踪剂）的可行性，并初步探索影响吸附的可能因素。

详细研究流程

本研究包含多个系统化的实验步骤，具体流程如下：

1. 研究材料与样本准备 研究选择了九种临床常用的放射性药物作为研究对象，涵盖了不同的分子量、电荷和亲脂性。这九种药物是：[123I]I-ioflupane, [177Lu]Lu-DOTATATE, [99mTc]Tc-exametazime, [99mTc]Tc-oxidronate sodium, [99mTc]Tc-tetrofosmin, [99mTc]Tc-human albumin nanocolloids, [99mTc]Tc-succimer (DMSA), [99mTc]Tc-besilesomab 和 [223Ra]Cl2。所有 Tc-99m 标记的药物均按说明书制备，放射化学纯度均大于95%，并在其稳定期内进行实验。

研究对比了两种类型的5毫升注射器：两件式注射器（2-part， BD Discardit II）和三件式注射器（3-part， Medicina IVL05）。关键区别在于，三件式注射器包含一个由聚异戊二烯制成的橡胶活塞塞（plunger stopper），而两件式注射器的活塞杆直接由聚丙烯制成，无此橡胶组件。这是研究的核心变量。

对于每种放射性药物，实验均设置三份重复。从原液中抽取少量（≤ 0.74 mL）放射性药物至注射器（2P 或 3P）中，然后用0.9%氯化钠注射液（[123I]I-ioflupane使用注射用水）将注射器填充至5毫升。假设在填充过程中，湍流能使溶液均匀混合。

2. 放射性药物吸附动力学研究 这是研究的核心量化部分。在注射器准备完成后（时间点0分钟），以及在随后的2、5、10、30、60、120和180分钟，使用校准移液器从每个注射器中小心抽取10微升样品（每个时间点三份），置于试管中。在180分钟取样后，额外进行了一项操作：将注射器翻转混合10次，然后再取样，以评估混合是否能逆转吸附。

所有样品的放射性活度均使用伽马计数器进行测量。通过计算每个时间点样品放射性活度与0分钟参考值的百分比，来确定未发生吸附的放射性药物比例。公式为：未吸附百分比 = (RA(t) / RA(0)) × 100。损失超过10%被认为具有临床意义。

3. 材料表面性质表征——接触角测量 为了解释可能观察到的吸附差异，研究对两种注射器的关键部件进行了表面疏水性表征。使用座滴法，在聚丙烯注射器筒身和聚异戊二烯橡胶活塞塞表面滴加去离子水，通过接触角测量系统测定水接触角。接触角越大，表明材料表面越疏水。

4. 吸附位点可视化——SPECT/CT成像 这是本研究的创新性方法应用部分。为了直接、非侵入性地定位吸附发生的具体位置，研究利用放射性药物本身发射的伽马射线，进行了单光子发射计算机断层扫描/计算机断层扫描（SPECT/CT）成像。研究选择了两种具有代表性行为的药物进行成像：一种是在两种注射器上均无明显吸附的 [99mTc]Tc-oxidronate sodium，另一种是仅在三件式注射器上发生显著吸附的 [99mTc]Tc-tetrofosmin。

具体操作是：将药物按上述方法填充到注射器中，静置2小时后，清空注射器内容物，并用5毫升生理盐水缓慢冲洗注射器内部，然后再次排空。随后，对“空”的注射器进行SPECT/CT扫描。SPECT图像可以显示残留在注射器内壁或部件上的放射性信号，而CT图像提供了解剖结构定位，两者融合即可精确定位放射性“热点”所在的位置。

5. 数据与统计分析 数据以平均值和标准误表示。为了比较每种放射性药物在两种注射器上的吸附动力学差异，研究采用了随机效应模型来分析纵向重复测量数据。评估的固定效应包括：组别（2P vs 3P）、时间以及它们的交互作用。使用Shapiro-Wilk检验分析正态性，必要时对吸附数据进行对数转换。统计分析使用Stata软件进行，设定双侧I型错误为5%，并应用Sidak校正进行多重比较。

主要研究结果

1. 吸附动力学结果 九种放射性药物根据其吸附行为可分为两类： * 无显著吸附组：[177Lu]Lu-DOTATATE、[99mTc]Tc-exametazime、[99mTc]Tc-oxidronate sodium、[123I]I-ioflupane 和 [223Ra]Cl2 在两种注射器中，于任何时间点均未表现出显著的吸附损失（p > 0.05）。 * 显著吸附组：[99mTc]Tc-besilesomab、[99mTc]Tc-tetrofosmin、[99mTc]Tc-DMSA 和 [99mTc]Tc-nanocolloids 在两件式注射器上无吸附，但在三件式注射器上表现出显著的、随时间增加的吸附。 * [99mTc]Tc-tetrofosmin 和 [99mTc]Tc-nanocolloids 的吸附在接触10分钟后即变得显著（p < 0.001）。 * [99mTc]Tc-besilesomab 的吸附在30分钟后变得显著（p ≤ 0.002）。 * [99mTc]Tc-DMSA 的显著损失出现在60分钟之后（p < 0.001）。 * 在接触180分钟后，这四种药物在三件式注射器上的损失范围在20%到33%之间，其中 [99mTc]Tc-tetrofosmin 的损失最高（约33%）。 * 翻转混合操作仅对 [99mTc]Tc-besilesomab 的吸附有显著逆转作用（p < 0.001），对其他药物无效，提示其相互作用机制可能不同（如可逆的表面吸附）。

2. 接触角测量结果 测量结果显示，两件式注射器的聚乙烯活塞杆表面接触角为75.3°，而三件式注射器的聚异戊二烯活塞塞表面的接触角高达105.2°。这表明聚异戊二烯橡胶的表面具有极强的疏水性。

3. SPECT/CT成像结果 成像结果清晰地可视化了吸附位置： * 对于未发生吸附的 [99mTc]Tc-oxidronate sodium，在两种注射器的SPECT/CT图像上均未发现异常的放射性浓聚。 * 对于发生吸附的 [99mTc]Tc-tetrofosmin，在两件式注射器图像上无信号，但在三件式注射器的图像上，可以清晰地看到放射性信号仅集中在橡胶活塞塞的位置（图2中绿色箭头所示）。这直接证明了相互作用发生在三件式注射器的橡胶活塞塞上。

结果的逻辑关系： 吸附动力学数据首先揭示了损失的存在及其在三件式注射器上的特异性。接触角测量结果提供了物理解释：发生吸附的部件（橡胶塞）具有高度疏水的表面。最后，SPECT/CT成像提供了直接的、可视化的证据，将“损失”这一抽象概念精确地定位到了具体的物理部件（橡胶活塞塞）上，完成了从“量化”到“定位”的完整证据链。

结论与意义

本研究成功证明了利用放射性药物作为示踪剂，来非侵入性地量化和定位药物在医疗器械（如注射器）上吸附现象的可行性。主要结论如下：

1. 特定注射器导致药物损失：三件式注射器（因其含有橡胶活塞塞）会导致部分放射性药物发生显著的吸附损失（高达33%），而两件式注射器则没有此问题。损失在短时间内（最快10分钟）即可发生，具有临床相关性。
2. 吸附位置确定：通过SPECT/CT成像，首次将吸附位点精确定位在三件式注射器的聚异戊二烯橡胶活塞塞上。
3. 影响因素复杂：研究未发现药物的亲脂性（log D）与吸附倾向之间存在明确相关性。发生吸附的药物在分子量（从几百到数十万道尔顿）和净电荷（正、负、零）上差异很大，这表明吸附可能由多种机制共同驱动，如疏水相互作用、静电作用或特定化学基团的亲和力，需要更系统的研究来阐明。

研究的价值： * 科学价值：提出并验证了一种创新的研究方法论。将放射性药物的成像特性用于解决药学中的经典问题（容器-内容物相互作用），实现了传统分析方法无法做到的“可视化”定位，为研究材料-药物相互作用开辟了新途径。 * 应用价值： * 对核医学/放射性药学的直接指导：提示在使用三件式注射器制备和储存特定放射性药物（如 [99mTc]Tc-tetrofosmin）时需谨慎，应考虑使用两件式注射器或其他低吸附材料，以避免给药剂量不足，影响诊断准确性或治疗效果。这对于治疗用放射性药物（如 [177Lu]Lu-DOTATATE）的精准给药尤为重要。 * 广泛的潜在应用：该方法可作为药物开发过程中的“诊断伴侣”，在早期评估新药或新给药装置（如输液管路、泵、新型注射器）的相容性，优化材料和设计。 * 对放射性药物生产的启示：可用于评估和优化自动化合成器中使用的管道和材料，减少生产过程中的产品损失，提高产率和成本效益。

研究亮点

1. 方法学的创新性：这是首次报道利用SPECT/CT成像技术来直接可视化并定位药物在医疗器械上的吸附位点。将核医学的成像能力应用于药学问题解决，是一个跨学科的创新思路。
2. 明确的定位证据：研究不仅通过伽马计数量化了损失，更重要的是通过成像提供了吸附发生在“橡胶活塞塞”这一具体位置的确凿视觉证据，使结论非常坚实。
3. 临床相关性高：研究所用的药物均为临床实际使用的放射性药物，发现的吸附损失幅度（最高33%）和时间（10分钟即开始）对临床操作具有明确的警示意义。
4. 良好的对照设计：通过系统比较两件式和三件式注射器，直接将问题根源指向了三件式注射器特有的橡胶部件，并通过接触角测量提供了物性支持。

其他有价值内容

研究在讨论部分还指出了该方法的一些局限性和未来展望： * 局限性：未研究摩尔活度对吸附的影响；由于放射性药物种类和性质的独特性，未能建立普适的吸附预测模型（如定量构效关系）；临床SPECT/CT的分辨率在亚厘米级，使用微型SPECT可将分辨率提高至100微米级，实现更精确的定位。 * 拓展应用：作者建议该方法可推广用于研究其他更复杂的输送系统（如输液管路、植入式导管），并鼓励在药物开发中设计放射性标记的“伴侣药物”来早期评估相容性。 * 对核医学研究的深层意义：研究指出，放射性药物的吸附不仅导致剂量损失，其携带的载体分子（肽、抗体等）的损失还可能影响药物的摩尔活度，这在临床前研究和临床应用中至关重要，因为低摩尔活度可能导致靶点受体饱和，反而降低成像信号或治疗效果。