Transcript 99m Tc.
TEMA 1 Los radionucleidos y la medicina nuclear IR-OP-MN-PW1 1 © CSN – 2010 RADIOFÁRMACO • Radiofármaco: cualquier producto que cuando esté preparado para su uso con finalidad terapéutica o diagnóstica, contenga uno o más radionucleidos (isótopos radiactivos) (RD 1345/2007). MOLÉCULA SOPORTE VECTOR SELECTIVO RADIONUCLEIDO VECTOR DE INFORMACIÓN • Wagner: TF : periodo de semidesintegración de un radionucleido TE : periodo de semidesintegración efectivo IR-OP-MN-PW1 2 © CSN – 2010 Medicina Nuclear Características ideales de un radionucleido para imagen planar y SPECT A. EMISOR GAMMA PURO. B. ENERGIA GAMMA ADECUADA A LOS SISTEMAS DE DETECCION. C.PERIODO DE SEMIDESINTEGRACION (Tf) ACORDE CON EL ESTUDIO A EFECTUAR. D.FACIL DE UNIRSE A MOLECULAS. IR-OP-MN-PW1 3 © CSN – 2010 PRODUCCIÓN DE RADIONUCLEIDOS REACTOR NUCLEAR Separación isotópica de los productos resultantes de la fisión del uranio REACTOR NUCLEAR Bombardeo de nucleidos mediante partículas eléctricamente neutras ACELERADORES Bombardeo de nucleidos mediante partículas cargadas eléctricamente REACTOR NUCLEAR/ACELERADORES Generadores de radionucleidos IR-OP-MN-PW1 4 © CSN – 2010 Reactor Nuclear I REACCION (n,) A 1 A1 x n Z 0 Zx REACCION (n,) SEGUIDA DE DECAIMIENTO A Z X REACCION (n,p) o (n,) REACCION (n, FISION) IR-OP-MN-PW1 01n A1 Z X A1 ZX A1 Z 1Y h A Z X 01n A Z X 01n 5 A Z 1Y A3 Z 2Y 11H 24He © CSN – 2010 Fisión Nuclear n 235U núcleo intermedio n protones 90Sr 90Y 90Zr 36p 37p 38p 39p 40p 54n 53n 52n 51n 50n - - núcleo 60h 25a 80s estable 144 n neutrones 143Ba n 143La 143Ce 57p 58p 91n 90n 56p n 92n - IR-OP-MN-PW1 0.5min 92 p 143 Neutrón lento 90Rb - 236U 92 90Kr - 6 143Pr 143Nd 60p 59p 88n 89n - 1.4d 13d Núcleo estable © CSN – 2010 CICLOTRÓN • Radionucleidos de utilidad en Medicina Nuclear Emisores +: 11C, 13N, 15O, 18F, 75Br y 76Br con breves periodos de desintegración Emisores : 67Ga, 111In, 123I, 201Tl que con periodos de semidesintegración más largos se producen en instalaciones extrahospitalarias para ser distribuidos posteriormente. IR-OP-MN-PW1 7 © CSN – 2010 CICLOTRÓN Reacciones nucleares para la obtención de 11C,13N,15O,18F. Reacciones Nucleares 11C 13N 15O 18F 14N(p,)11C 16O(p,)13N 14N(d,n)15O 18O(p,n)18F 10B(d,n)11C 13C(p,n)13N 15N(p,n)15O 20Ne(d,)18F 11B(d,2n)11C 12C(d,n)13N 11B(p,n)11C 16O(,pn)18F 19F(p,pn)18F 12C(p,pn)11C IR-OP-MN-PW1 8 © CSN – 2010 GENERADOR • Cualquier sistema que incorpore un radionucleido (padre) que, en su desintegración origine otro radionucleido (hijo) que se utilizará como parte integrante de un radiofármaco. • Separación por precipitación, destilación, sublimación, extracción líquido-líquido, e intercambio iónico Suero fisiológico Esquema de un generador cromatográfico de 99Mo/99mTc. Esferas de vidrio Lana de vidrio Alúmina •Menor complejidad •Elevados rendimientos de elución •Posibilidad de incorporación a un sistema cerrado (Al2O3) Filtro 99mTcO 4 IR-OP-MN-PW1 9 © CSN – 2010 CARACTERÍSTICAS IDEALES DE UN GENERADOR 1 Eluido estéril y apirógeno 2 Eluyentes salinos (compatibles con la administración en humanos y la preparación de Radiofármacos) 3 Condiciones químicas no violentas 4 Almacenamiento a temperatura ambiente y atmósfera normal 5 Radionucleido hijo emisor gamma puro, adecuado periodo de semidesintegración y emisión óptima para los sistemas de detección 6 Eficacia de separación elevada. Ausencia de radionucleido padre en el eluido. 7 Periodo de semidesintegración del padre suficientemente corto para facilitar la regeneración del hijo y suficientemente largo para que el generador tenga una duración adecuada. IR-OP-MN-PW1 10 © CSN – 2010 CARACTERÍSTICAS IDEALES DE UN GENERADOR 8 Propiedades químicas del radionucleido hijo que permitan la preparación de radiofármacos por medio de kits. 9 De la desintegración del radionucleido hijo se derivan nucleidos estables o radionucleidos de periodo de semidesintegración muy largo. 10 Protección del sistema padre-hijo no complicada. 11 Procedimiento de separación sin gran intervención del operador, evitando exposiciones innecesarias a la radiación. 12 Sistemas fácilmente recargables. IR-OP-MN-PW1 11 © CSN – 2010 TIPOS DE GENERADORES CROMATOGRÁFICOS Generador presión positiva Generador presión negativa Columna Seca Columna Húmeda IR-OP-MN-PW1 12 © CSN – 2010 TIPOS GENERADORES IR-OP-MN-PW1 13 © CSN – 2010 GENERADOR GENERADOR IR-OP-MN-PW1 14 99Mo/99mTc © CSN – 2010 GENERADOR 99Mo/ 99mTc CARACTERÍSTICAS IDEALES RADIONUCLEIDO CARACTERÍSTICAS DEL 99mTc Emisor gamma puro Emisor gamma prácticamente puro Adecuado periodo de semidesintegración 6 horas Energía de emisión compatible con sistemas de detección (150KeV) 140 KeV Facilidad marcaje con diferentes compuestos Metal de transición con diversos estados de valencia y múltiples posibilidades de formar complejos RADIONUCLEIDO IDEAL IR-OP-MN-PW1 15 © CSN – 2010 ESQUEMA DE DESINTEGRACIÓN DEL MOLIBDENO-99 99mTc 6.03 h ß-, 86% 99Mo 66 h IR-OP-MN-PW1 99Tc ß-, 2.12·105 a 14% 16 99Ru ß- estable © CSN – 2010 CARACTERÍSTICAS GENERADOR 99Mo/ 99mTc 1. Materia prima: -Mo natural o enriquecido (irradiación neutrónica)/ producido por fisión 2. Procedimiento de manufacturación sencillo, no problemas de exposición a la radiación y residuos radiactivos. 3. Portátil, sencillo de manejar y de eluir. 4. Rendimiento de Separación adecuado 85-95% (porcentaje de la actividad del hijo en el interior del generador que se ha eluido) 5. Soluciones eluidas “libres de portador” (no IR-OP-MN-PW1 17 99Mo) © CSN – 2010 CARACTERÍSTICAS GENERADOR 6. 99Mo/ 99mTc Equilibrio radiactivo. La actividad del hijo decae según el periodo de semidesintegración del padre. (N2)t λ1 -------- = --------(N1)t λ2- λ1 7. 8. Eficacia de la separación adecuada. Esterilidad y ausencia de pirógenos de los eluatos. IR-OP-MN-PW1 18 © CSN – 2010 PROCESO DE ELUCIÓN 1.- Solución salina (NaCl 0,9%) 2.- Columna cromatográfica (Al2O3) 3.- Vial de vacío blindado Unión divalente IR-OP-MN-PW1 19 Unión monovalente © CSN – 2010 CONTROL DE CALIDAD 1. 2. 3. 4. Aspecto del eluido. Incoloro, sin partículas en suspensión pH: 4.5-7.5 (pHmetro /papel pH) (5.5) Tonicidad: Isotónico, para poder ser utilizado en forma de inyectable. Pureza Química: Ausencia de Aluminio. Método colorimétrico. Solución de Ácido Aurintricarboxílico Eluido del generador USP XXVIII < 10 μg/mL de Al (Concentración de 15 μg/mL de Al) 5. Pureza radionucleídica: • Desprendimiento de 99Mo. (RFE. 1μCi de 99Mo/mCi 99mTc) Medida de contaminación Calibrador de dosis (blindaje del eluido con Pb; contaje de fotones de 740 KeV del 99Mo) IR-OP-MN-PW1 20 © CSN – 2010 CONTROL DE CALIDAD • No presencia de otros radionucleidos impurezas: 103Ru, 132Re, 131I,134Cs, 186Re, 188Re. Medida de contaminación Detector de NaI(Tl) unido a analizador de altura de impulso. 6. Pureza radioquímica • Proporción de actividad total que está presente en la forma química específica. • Las impurezas radioquímicas : todas las formas radiactivas que no sean 99mTcO 4 • Medida de contaminación IR-OP-MN-PW1 (USP <5% de impurezas) Cromatografía en papel. Cromatografía en capa fina. Cromatografía en gel. Cromatografía HPLC. 21 © CSN – 2010 GENERADOR • Cualquier sistema que incorpore un radionucleido (padre) que, en su desintegración origine otro radionucleido (hijo) que se utilizará como parte integrante de un radiofármaco. • Separación por precipitación, destilación, sublimación, extracción líquido-líquido, e intercambio iónico Suero fisiológico Esquema de un generador cromatográfico de 99Mo/99mTc. Esferas de vidrio Lana de vidrio •Menor complejidad •Elevados rendimientos de elución •Posibilidad de incorporación a un sistema cerrado Alúmina (Al2O3) Filtro 99mTcO 4 IR-OP-MN-PW1 22 © CSN – 2010 CARACTERÍSTICAS IDEALES DE UN GENERADOR 1 Eluido estéril y apirógeno 2 Eluyentes salinos (compatibles con la administración en humanos y la preparación de Radiofármacos) 3 Condiciones químicas no violentas 4 Almacenamiento a temperatura ambiente y atmósfera normal 5 Radionucleido hijo emisor gamma puro, adecuado periodo de semidesintegración y emisión óptima para los sistemas de detección 6 Eficacia de separación elevada. Ausencia de radionucleido padre en el eluido. 7 Periodo de semidesintegración del padre suficientemente corto para facilitar la regeneración del hijo y suficientemente largo para que el generador tenga una duración adecuada. IR-OP-MN-PW1 23 © CSN – 2010 CARACTERÍSTICAS IDEALES DE UN GENERADOR 8 Propiedades químicas del radionucleido hijo que permitan la preparación de radiofármacos por medio de kits. 9 De la desintegración del radionucleido hijo se derivan nucleidos estables o radionucleidos de periodo de semidesintegración muy largo. 10 Protección del sistema padre-hijo no complicada. 11 Procedimiento de separación sin gran intervención del operador, evitando exposiciones innecesarias a la radiación. 12 Sistemas fácilmente recargables. IR-OP-MN-PW1 24 © CSN – 2010 TIPOS DE GENERADORES CROMATOGRÁFICOS Generador presión positiva Generador presión negativa Columna Seca Columna Húmeda IR-OP-MN-PW1 25 © CSN – 2010 TIPOS GENERADORES IR-OP-MN-PW1 26 © CSN – 2010 GENERADOR 99Mo/ 99mTc CARACTERÍSTICAS IDEALES RADIONUCLEIDO CARACTERÍSTICAS DEL 99mTc Emisor gamma puro Emisor gamma prácticamente puro Adecuado periodo de semidesintegración 6 horas Energía de emisión compatible con sistemas de detección (150KeV) 140 KeV Facilidad marcaje con diferentes compuestos Metal de transición con diversos estados de valencia y múltiples posibilidades de formar complejos RADIONUCLEIDO IDEAL IR-OP-MN-PW1 27 © CSN – 2010 ESQUEMA DE DESINTEGRACIÓN DEL MOLIBDENO-99 99mTc ß-, 86% 99Mo 66 h IR-OP-MN-PW1 6.03 h 99Tc ß-, 2.12·105 a 14% 28 99Ru ß- estable © CSN – 2010 CARACTERÍSTICAS GENERADOR 99Mo/ 99mTc 1. Materia prima: -Mo natural o enriquecido (irradiación neutrónica)/ producido por fisión 2. Procedimiento de manufacturación sencillo, no problemas de exposición a la radiación y residuos radiactivos. 3. Portátil, sencillo de manejar y de eluir. 4. Rendimiento de Separación adecuado 85-95% (porcentaje de la actividad del hijo en el interior del generador que se ha eluido) 5. Soluciones eluidas “libres de portador” (no IR-OP-MN-PW1 29 99Mo) © CSN – 2010 CARACTERÍSTICAS GENERADOR 6. 99Mo/ 99mTc Equilibrio radiactivo. La actividad del hijo decae según el periodo de semidesintegración del padre. (N2)t λ1 -------- = --------(N1)t λ2- λ1 7. 8. Eficacia de la separación adecuada. Esterilidad y ausencia de pirógenos de los eluatos. IR-OP-MN-PW1 30 © CSN – 2010 CONTROL DE CALIDAD 1. 2. 3. 4. Aspecto del eluido. Incoloro, sin partículas en suspensión pH: 4.5-7.5 (pHmetro /papel pH) (5.5) Tonicidad: Isotónico, para poder ser utilizado en forma de inyectable. Pureza Química: Ausencia de Aluminio. Método colorimétrico. Solución de Ácido Aurintricarboxílico Eluido del generador USP XXVIII < 10 μg/mL de Al (Concentración de 15 μg/mL de Al) 5. Pureza radionucleídica: • Desprendimiento de 99Mo. (RFE. 1μCi de 99Mo/mCi 99mTc) Medida de contaminación Calibrador de dosis (blindaje del eluido con Pb; contaje de fotones de 740 KeV del 99Mo) IR-OP-MN-PW1 31 © CSN – 2010 CONTROL DE CALIDAD • No presencia de otros radionucleidos impurezas: 103Ru, 132Re, 131I,134Cs, 186Re, 188Re. Medida de contaminación Detector de NaI(Tl) unido a analizador de altura de impulso. 6. Pureza radioquímica • Proporción de actividad total que está presente en la forma química específica. • Las impurezas radioquímicas : todas las formas radiactivas que no sean 99mTcO 4 • Medida de contaminación IR-OP-MN-PW1 (USP <5% de impurezas) Cromatografía en papel. Cromatografía en capa fina. Cromatografía en gel. Cromatografía HPLC. 32 © CSN – 2010 MECANISMOS DE LOCALIZACIÓN 1. BLOQUEO CAPILAR: 1. 1. 2. Tromboembolismo pulmonar. Estudios de perfusión pulmonar Tamaño de partícula: Microesferas: 10-90 μm Macroagregados: 20-25 μm FAGOCITOSIS: Coloides para visualizar SER. (partículas de 10-1000 nm) • Tamaño (bazo, hígado o médula ósea) • Carga • Superficie • Lugares de reconocimiento • Número de partículas IR-OP-MN-PW1 33 © CSN – 2010 MECANISMOS DE LOCALIZACIÓN 3. SECUESTRO CELULAR: • • 4. Sensibilización de hematíes a 56ºC. Gammagrafía esplénica TRANSPORTE ACTIVO: El trazador participa en los procesos metabólicos a estudiar El 131I, 99mTc penetra en el tiroides IR-OP-MN-PW1 34 © CSN – 2010 MECANISMOS DE LOCALIZACIÓN DIFUSIÓN: 5. • D. Simple. Depende de su liposolubilidad. 99mTcHMPAO en perfusión cerebral D. Intercambiable. EL 201Tl+ se intercambia por el K+ en el tejido miocárdico. • 6. LOCALIZACIÓN COMPARTIMENTAL: • • El radiofármaco penetra en un compartimento estanco CISTERNOGAMMAGRAFÍA CON 99mTc-DTPA COMPARTIMENTO RADIOFÁRMACO IR-OP-MN-PW1 35 © CSN – 2010 MECANISMOS DE LOCALIZACIÓN 7. QUIMIOABSORCIÓN 99mTc-difosfonatos: avidez por los cristales de hidroxiapatita de la fase mineral ósea. 8. REACCIÓN ANTÍGENO-ANTICUERPO: Unión de los anticuerpos monoclonales marcados y altamente purificados a los determinantes antigénicos específicos de la superficie de la célula tumoral contra los que se han desarrollado. 9. UNIÓN A RECEPTORES Unión a receptores celulares específicos. 123I-MIBG: receptores adrenérgicos 111In-pentetreotido: receptores de somatostatina IR-OP-MN-PW1 36 © CSN – 2010 Preparación de Radiofármacos • Producción de radionucleido (vector de información, v.i.) • Síntesis del selectivo, v.s.) compuesto no radiactivo (vector • Proceso de formación del radiofármaco, es decir, reacción del radionucleido con el compuesto no radiactivo. IR-OP-MN-PW1 37 © CSN – 2010 Preparación de Radiofármacos • Síntesis del compuesto no radiactivo – Posibilidad de formulación tipo “Kit” – Molécula capaz de experimentar modificaciones químicas y/o sustituciones – Máxima estabilidad “in vivo” del producto final – Estabilización estados bajos de oxidación más bajos del 99mTc – Marcaje por reacción de intercambio 99mTcO 4 •Reacción del Radionucleido con el Compuesto no Radiactivo IR-OP-MN-PW1 38 Kit “Frío” © CSN – 2010