Tema 1 Los radionucleidos y la Medicina Nuclear

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. LOS RADIONUCLEIDOS Y LA MEDICINA NUCLEAR • • • IR-OP-MN-PW 1 1 © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. 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-PW 1 2 © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la 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-PW 1 3 © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. 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-PW 1 4 © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. Reactor Nuclear I REACCION (n, ) SEGUIDA DE DECAIMIENTO REACCION (n, p) o (n, ) REACCION (n, FISION) IR-OP-MN-PW 1 5 © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. Fisión Nuclear n 235 U n núcleo intermedio protones 90 Sr 90 Y 90 Zr 36 p 37 p 38 p 39 p 40 p 54 n 53 n 52 n 51 n 50 n - - núcleo 60 h 25 a 80 s estable 144 n neutrones 143 Ba n 143 La 143 Ce 57 p 58 p 91 n 90 n 56 p n 92 n - IR-OP-MN-PW 1 0. 5 min 92 p 143 Neutrón lento 90 Rb - 236 U 92 90 Kr - 6 143 Pr 143 Nd 60 p 59 p 88 n 89 n - 1. 4 d 13 d Núcleo estable © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. CICLOTRÓN • Radionucleidos de utilidad en Medicina Nuclear § Emisores β+: 11 C, 13 N, 15 O, 18 F, 75 Br y 76 Br con breves periodos de desintegración § Emisores γ: 67 Ga, 111 In, 123 I, 201 Tl que con periodos de semidesintegración más largos se producen en instalaciones extrahospitalarias para ser distribuidos posteriormente. IR-OP-MN-PW 1 7 © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. CICLOTRÓN Reacciones nucleares para la obtención de 11 C, 13 N, 15 O, 18 F. Reacciones Nucleares 11 C 13 N 15 O 18 F 14 N(p, a)11 C 16 O(p, a)13 N 14 N(d, n)15 O 18 O(p, n)18 F 10 B(d, n)11 C 13 C(p, n)13 N 15 N(p, n)15 O 20 Ne(d, a)18 F 11 B(d, 2 n)11 C 12 C(d, n)13 N 11 B(p, n)11 C 16 O(a, pn)18 F 19 F(p, pn)18 F 12 C(p, pn)11 C IR-OP-MN-PW 1 8 © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. 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, e intercambio iónico Esquema de un generador cromatográfico de 99 Mo/99 m. Tc. Suero fisiológico Esferas de vidrio Lana de vidrio Alúmina • Menor complejidad • Elevados rendimientos de elución • Posibilidad de incorporación a un sistema cerrado (Al 2 O 3) Filtro 99 m. Tc. O 4 IR-OP-MN-PW 1 9 © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. CARACTERÍSTICAS IDEALES DE UN GENERADOR IR-OP-MN-PW 1 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. 10 © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. CARACTERÍSTICAS IDEALES DE UN GENERADOR IR-OP-MN-PW 1 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. 11 © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. TIPOS DE GENERADORES CROMATOGRÁFICOS Generador presión positiva Generador presión negativa Columna Seca Columna Húmeda IR-OP-MN-PW 1 12 © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. TIPOS GENERADORES IR-OP-MN-PW 1 13 © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. GENERADOR 99 Mo/99 m. Tc IR-OP-MN-PW 1 14 © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. GENERADOR 99 Mo/ 99 m. Tc CARACTERÍSTICAS IDEALES RADIONUCLEIDO CARACTERÍSTICAS DEL 99 m. Tc Emisor gamma puro Emisor gamma prácticamente puro Adecuado periodo de semidesintegración 6 horas Energía de emisión compatible con sistemas de detección (150 Ke. V) 140 Ke. V Facilidad marcaje con diferentes compuestos Metal de transición con diversos estados de valencia y múltiples posibilidades de formar complejos RADIONUCLEIDO IDEAL IR-OP-MN-PW 1 15 © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. ESQUEMA DE DESINTEGRACIÓN DEL MOLIBDENO-99 99 m. Tc 6. 03 h ß -, 86% 99 Mo 66 h IR-OP-MN-PW 1 99 Tc ß -, 14% 2. 12· 105 a 16 99 Ru ß- estable © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. CARACTERÍSTICAS GENERADOR 99 Mo/ 99 m. Tc 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 99 Mo) IR-OP-MN-PW 1 17 © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. 6. CARACTERÍSTICAS GENERADOR 99 Mo/ 99 m. Tc Equilibrio radiactivo. La actividad del hijo decae según el periodo de semidesintegración del padre. (N 2)t λ 1 ---- = ----(N 1)t λ 2 - λ 1 7. 8. IR-OP-MN-PW 1 Eficacia de la separación adecuada. Esterilidad y ausencia de pirógenos de los eluatos. 18 © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. PROCESO DE ELUCIÓN 1. - Solución salina (Na. Cl 0, 9%) 2. - Columna cromatográfica (Al 2 O 3) 3. - Vial de vacío blindado Unión divalente IR-OP-MN-PW 1 19 Unión monovalente © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. CONTROL DE CALIDAD 1. 2. 3. 4. Aspecto del eluido. Incoloro, sin partículas en suspensión p. H: 4. 5 -7. 5 (p. Hmetro /papel p. H) (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/m. L de Al (Concentración de 15 μg/m. L de Al) 5. Pureza radionucleídica: • Desprendimiento de 99 Mo. (RFE. 1μCi de 99 Mo/m. Ci 99 m. Tc) Medida de contaminación Calibrador de dosis (blindaje del eluido con Pb; contaje de fotones de 740 Ke. V del 99 Mo) IR-OP-MN-PW 1 20 © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. CONTROL DE CALIDAD • No presencia de otros radionucleidos impurezas: 103 Ru, 132 Re, 131 I, 134 Cs, 186 Re, 188 Re. Medida de contaminación Detector de Na. I(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 99 m. Tc. O 4 • Medida de contaminación IR-OP-MN-PW 1 • • (USP <5% de impurezas) Cromatografía en papel. Cromatografía en capa fina. Cromatografía en gel. Cromatografía HPLC. 21 © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. 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-PW 1 22 © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. 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 131 I, 99 m. Tc penetra en el tiroides IR-OP-MN-PW 1 23 © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. MECANISMOS DE LOCALIZACIÓN DIFUSIÓN: 5. • • D. Simple. Depende de su liposolubilidad. 99 m. Tc. HMPAO en perfusión cerebral D. Intercambiable. EL 201 Tl+ se intercambia por el K+ en el tejido miocárdico. 6. LOCALIZACIÓN COMPARTIMENTAL: • • El radiofármaco penetra en un compartimento estanco CISTERNOGAMMAGRAFÍA CON 99 m. Tc-DTPA COMPARTIMENTO RADIOFÁRMACO IR-OP-MN-PW 1 24 © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. MECANISMOS DE LOCALIZACIÓN 7. QUIMIOABSORCIÓN 99 m. Tc-difosfonatos: mineral ósea. 8. avidez por los cristales de hidroxiapatita de la fase 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. 123 I-MIBG: receptores adrenérgicos 111 In-pentetreotido: receptores de somatostatina IR-OP-MN-PW 1 25 © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. Preparación de Radiofármacos • Producción de radionucleido (vector de información, v. i. ) • Síntesis del compuesto no radiactivo (vector selectivo, v. s. ) • Proceso de formación del radiofármaco, es decir, reacción del radionucleido con el compuesto no radiactivo. IR-OP-MN-PW 1 26 © CSN – 2015

Tema 1. Los radionucleidos y la Medicina Nuclear. 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 99 m. Tc – Marcaje por reacción de intercambio 99 m. Tc. O 4 • Reacción del Radionucleido con el Compuesto no Radiactivo IR-OP-MN-PW 1 27 Kit “Frío” © CSN – 2015