izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2023-5-61-67izmertech-1708Research ArticleМЕДИЦИНСКИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯMEDICAL AND BIOLOGICAL MEASUREMENTSОценка возможности применения частиц аэродисперсной системы для динамической аэрозольной сцинтиграфии лёгкихEvaluation of the possibility of using particles of an aerodisperse system for dynamic aerosol scintigraphy of the lungshttps://orcid.org/0000-0002-1523-9669КобылянскийВ. И.KobylyanskyV. I.

Вячеслав Иванович Кобылянский

Москва

Viacheslav I. Kobylyansky

Moscow

kobylyansky@mail.ruКудашеваТ. В.KudashevaT. V.

Татьяна Викторовна Кудашева

Москва

Tatyana V. Kudasheva

Moscow

БерезкинаМ. Г.BerezkinaM. G.

Марина Геннадьевна Березкина

Москва

Matina G. Berezkina

Moscow

https://orcid.org/0009-0002-3473-1330МагомедовТ. М.MagomedovT. M.

Тимур Магомедович Магомедов

г. п. Менделеево, Московская обл.

Timur M. Magomedov

Mendeleevo, Moscow region

https://orcid.org/0000-0001-5794-4721БеленькийД. И.BelenkiiD. I.

Дмитрий Ильич Беленький

г. п. Менделеево, Московская обл.

Dmitrii I. Belenkii

Mendeleevo, Moscow region

ЧечеткинаО. Б.ChechetkinaO. B.

Ольга Борисовна Чечеткина

Москва

Olga B. Chechetkina

Moscow

Научно-исследовательский институт пульмонологии Федерального медико-биологического агентства РоссииРоссияPulmonology Scientific Research Institute of under Federal Medical and Biological Agency of RussiaRussian FederationФедеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий Федерального медико-биологического агентства РоссииРоссияFederal Scientific and Clinical Center of the Federal Medical and Biological Agency of RussiaRussian FederationВсероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измеренийРоссияRussian Metrological Institute of Technical Physics and Radio EngineeringRussian Federation202308062023056167Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1708

Рассмотрено применение макроагрегатов альбумина в качестве носителя-маркера ( 99mTc) при исследованиях ведущих защитных механизмов органов дыхания – процессов отложения в лёгких ингалированных веществ и очищения от них (мукоцилиарного клиренса). Исследованы аэродинамические свойства макроагрегатов альбумина для определения возможности и целесообразности их использования в аэрозольном виде для динамической сцинтиграфии легких. Аэрозоль из взвеси макроагрегатов альбумина в дистиллированной воде сгенерирован ультразвуковым ингалятором. Дисперсность сгенерированного аэрозоля исследована методами лазерной спектрометрии. Содержание белка в исходной взвеси и диспергируемом аэрозоле определено иммунохимическим методом. Форма и морфология частиц изучены с помощью сканирующей электронной микроскопии. При исследовании взвеси макроагрегатов альбумина в динамике обнаружено, что частицы взвеси вовлекаются в генерируемый из неё аэрозоль, дисперсность которого (в среднем около 5 мкм) незначительно зависит от концентрации макроагрегатов альбумина и не зависит от задаваемых ингалятором интенсивности диспергирования и скорости воздушного потока. Показано, что морфология частиц взвеси макроагрегатов альбумина характеризуется сложной формой и шероховатостью. Установлено, что аэродинамические характеристики исследованных макроагрегатов альбумина не являются оптимальными для исследования процессов отложения и мукоцилиарного клиренса и для окончательного вывода о возможностях использования макроагрегатов альбумина с данной целью требуется прямая оценка отложения ингалированного радиоаэрозоля, сгенерированного из данного препарата. 

As a carrier marker ( 99mTc) for studying the processes of deposition of inhaled substances and their removal from the lungs or mucociliary clearance, which are the leading protective mechanisms of the respiratory organs, albumin macroaggregates are considered as a carrier marker candidate. They are intended for introduction into the respiratory tract by inhalation for dynamic lung scintigraphy. However, its aerodynamic properties, on which the possibility and expediency of such a targeted use depend, have not been studied. To study the aerodynamic properties of albumin macroaggregates and to determine the possibilities of its use in aerosol form for dynamic lung scintigraphy in order to assess the processes of deposition of inhaled substances and mucociliary clearance. An aerosol from a suspension of albumin macroaggregates in distilled water was generated by an ultrasonic inhaler. The dispersion of the generated aerosol was studied by laser spectrometry. The protein content in the initial suspension and dispersible aerosol was determined by the immunochemical method. The shape and morphology of the particles were studied using scanning electron microscopy. The dynamic study of the suspension indicated that its particles are involved in the aerosol generated from the suspension. The dispersion of the latter averaged about 5 μm and did not signifi cantly depend on the concentration of the radiopharmaceutical and did not depend on the studied intensity of dispersion and air fl ow rate in their extreme parameters (minimum/maximum) set using an inhaler. The morphology of albumin macroaggregates particles was characterized by a complex shape and roughness. The aerodynamic characteristics of albumin macroaggregates are not optimal for studying the processes of deposition and mucociliary clearance. However, a fi nal presentation requires a direct assessment of the deposition of the inhaled radioaerosol generated from this preparation. 

радиофармпрепаратмакроагрегаты альбуминадисперсность аэрозоляформа и морфология частицотложение ингалянтамукоцилиарный клиренсalbumin macroaggregatesaerosol dispersionshape and morphology of particlesinhalant depositionmucociliary clearanceReferencesКривоногов Н. Г., Завадовский К. В. Радионуклидная диагностика в пульмонологии. Национальное руководство по радионуклидной диагностике. В 2-х т. / Под ред. Ю. Б. Лишманова, В. И. Чернова. Томск: STT, 2010. C. 163–190.Krivonogov N. G., Zavadovsky K. V. Radionuklidnaya diagnostika v pul’monologii. Nacional’noe rukovodstvo po radionuklidnoj diagnostike, in 2 vol., ed. Yu. B. Lishmanov, V. I. Chernov, Tomsk, STT Publ., 2010, pp. 163–190 (In Russ)Chokkappan K., Kannivelu A., Srinivasan S., Babut S. B. Annals of Thoracic Medicine, 2016, vol. 11(2), рр. 155–160. http://doi.org/10.4103/1817-1737.180020Chokkappan K., Kannivelu A., Srinivasan S., Babut S. B. Annals of Thoracic Medicine, 2016, vol. 11(2), рр. 155–160. http://doi.org/10.4103/1817-1737.180020Кобылянский В. И. Мукоцилиарная система. Фундаментальные и прикладные аспекты. М.: Бином. 2008. 416 с.Kobylyansky V. I. Mukociliarnaya sistema. Fundamental’nye i prikladnye aspekty, Moscow, Binom Publ., 2008, 416 p. (In Russ.)Кобылянский В. И. Методы исследования мукоцилиарной системы: возможности и перспективы // Терапевтический архив. 2001. № 3. С. 73–76.Kobylyansky V. I. Metody issledovaniya mukociliarnoj sistemy: vozmozhnosti i perspektivy, Terapevticheskii Arkhiv, 2001, no. 3, pp. 73–76 (In Russ.)Grosser O. S., Ruf J., Kupitzm D., et al. Journal of Nuclear Medicine, 2016, vol. 57(6), 9. http://doi.org/10.2967/jnumed.115.169987Grosser O. S., Ruf J., Kupitzm D., et al. Journal of Nuclear Medicine, 2016, vol. 57(6), 9. http://doi.org/10.2967/jnumed.115.169987Scheuch G., Bennett W., Borgström L., et al. Journal of Aerosol Medicine and Pulmonary Drug Delivery, 2010, vol. 23, no. S2, pp. 39–57. https://doi.org/10.1089/jamp.2010.0839Scheuch G., Bennett W., Borgström L., et al. Journal of Aerosol Medicine and Pulmonary Drug Delivery, 2010, vol. 23, no. S2, pp. 39–57. https://doi.org/10.1089/jamp.2010.0839Балаханов М. В. О создании системы метрологического обеспечения измерений дисперсных параметров аэрозолей и взвесей // Альманах современной метрологии. 2014. № 1. С. 185–232.Balakhanov M. V. O sozdanii sistemy metrologicheskogo obespecheniya izmerenij dispersnyh parametrov aerozolej i vzvesej, Almanac of Modern Metrology, 2014, no. 1, pp. 185–232 (In Russ.)Darquenne C. Journal of Aerosol Medicine and Pulmonary Drug Delivery, 2020, vol. 33, no. 4, pp. 181–185. https://doi.org/10.1089/jamp.2020.29029.cdDarquenne C. Journal of Aerosol Medicine and Pulmonary Drug Delivery, 2020, vol. 33, no. 4, pp. 181–185. https://doi.org/10.1089/jamp.2020.29029.cdBenumof and Hagbergs airway management (third edition), ed. by Carin A. Hagberg, Joseph C. Gabel, Elsevier, 2013, pp. 159– 183. https://doi.org/10.1016/B978-1-4377-2764-7.00006-3Benumof and Hagbergs airway management (third edition), ed. by Carin A. Hagberg, Joseph C. Gabel, Elsevier, 2013, pp. 159– 183. https://doi.org/10.1016/B978-1-4377-2764-7.00006-3Canziani L., Marenco M., Cavenaghi G., et al. Molecules, 2022, vol. 27, 404. https://doi.org/10.3390/molecules27020404Canziani L., Marenco M., Cavenaghi G., et al. Molecules, 2022, vol. 27, 404. https://doi.org/10.3390/molecules27020404Ament S. et al. PET Lung Ventilation/Perfusion Imaging Using 68Ga Aerosol (Galligas) and 68Ga-Labeled Macroaggregated Albumin. In: Baum, R., Rösch, F. (eds) Theranostics, Gallium-68, and Other Radionuclides. Recent Results in Cancer Research, 2013, vol. 194, Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-27994-2_22Ament S. et al. PET Lung Ventilation/Perfusion Imaging Using 68Ga Aerosol (Galligas) and 68Ga-Labeled Macroaggregated Albumin. In: Baum, R., Rösch, F. (eds) Theranostics, Gallium-68, and Other Radionuclides. Recent Results in Cancer Research, 2013, vol. 194, Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-27994-2_22Gandhi S. J., Babu S., Subramanyam P., Shanmuga Sundaram P. Indian J. Nucl. Med., 2013, vol. 28(3), pp. 152–162. https://doi.org/10.4103/0972-3919.119546Gandhi S. J., Babu S., Subramanyam P., Shanmuga Sundaram P. Indian J. Nucl. Med., 2013, vol. 28(3), pp. 152–162. https://doi.org/10.4103/0972-3919.119546Fazio F., Lafortuna C. L. Respiration, 1986, vol. 50(1), рр. 62– 65. https://doi.org/10.1159/000194908Fazio F., Lafortuna C. L. Respiration, 1986, vol. 50(1), рр. 62– 65. https://doi.org/10.1159/000194908Chambarlain M. J., Morgan W. K. C., Vinitski S. Clin Sci (Lond), 1983, vol. 64(1), pp. 69–78. https://doi.org/10.1042/cs0640069Chambarlain M. J., Morgan W. K. C., Vinitski S. Clin Sci (Lond), 1983, vol. 64(1), pp. 69–78. https://doi.org/10.1042/cs0640069Morgan W. K. C., Ahmad D., Chamberlain M. J., Clague H. W., Pearson M. G., Vinitski S. Respiration Physiology, 1984, vol. 56, iss. 3, pp. 327–338. https://doi.org/10.1016/0034-5687(84)90068-9Morgan W. K. C., Ahmad D., Chamberlain M. J., Clague H. W., Pearson M. G., Vinitski S. Respiration Physiology, 1984, vol. 56, iss. 3, pp. 327–338. https://doi.org/10.1016/0034-5687(84)90068-9А.с. СССР SU 1387982 A1. Кобылянский В. И., Артюшкин А. В. Способ определения экскреторной функции лёгких. 1988.SU 1387982 A1. Kobylyansky V. I., Artyushkin A. V. A method for determining the excretory function of the lungs. 1988 (In Russ.)А.с. SU 1602469 A1 СССР. Кобылянский В. И. Способ определения функции мукоцилиарного аппарата легких. 1990. https://elibrary.ru/LXPKOBSU 1602469 A1. Kobylyansky V. I. A method for determining the function of the mucociliary apparatus of the lungs. 1990 (In Russ.)Persico M. G., Marenco M., De Matteis G., et al. Contrast Media Mol. Imaging, 2020, vol. 22, 3629705. https://doi.org/10.1155/2020/3629705Persico M. G., Marenco M., De Matteis G., et al. Contrast Media Mol. Imaging, 2020, vol. 22, 3629705. https://doi.org/10.1155/2020/3629705Hung J. C., Redfern M. G., Mahoney D. W., Thorson L. M., Wiseman G. A. J. Am. Pharm. Assoc. (Wash), 2000, vol. 40(1), pp. 46–51. https://doi.org/10.1016/s1086-5802(16)31035-xHung J. C., Redfern M. G., Mahoney D. W., Thorson L. M., Wiseman G. A. J. Am. Pharm. Assoc. (Wash), 2000, vol. 40(1), pp. 46–51. https://doi.org/10.1016/s1086-5802(16)31035-xПетриев В. М., Степченков В. Н., Хачиров Дж. Г. Физические и некоторые радиохимические свойства микросфер альбумина, используемых в радионуклидной диагностике https://doi.org/10.1080/10256017908544275Petriev V. M., Stepchenkov V. N., Khachirov Dj. G. Fizicheskie i nekotorye radiohimicheskie svojstva mikrosfer al’bumina, ispol’zuemyh v radionuklidnoj diagnostike], Isotopenpraxis Isotopes in Environmental and Health Studies, 1979, vol. 15, iss. 1, pp. 22–25. (In Russ.) https://doi.org/10.1080/10256017908544275

The authors declare that there are no conflicts of interest present.