RADIONUCLIDOS Y RADIOFARMACOS I II • Radioquímica • Radiofármacos III • Obtención de Radionúclidos IV • Obtención del compuesto no radioactivo V • Reacción compuesto + radionúclido VI • Aplicaciones clínicas VII • Control de calidad Contenido RADIOQUÍMICA RADIOQUÍMICA Átomo Representación A: Número másico (Similar a la masa del átomo) Z: Número de protones N: Número de electrones X: Símbolo del elemento A=Z + N RADIOQUÍMICA Isómero: Nucleídos con el mismo número másico y número atómico, difieren en el nivel energético. por lo tanto igual número de neutrones (N), pero difieren en el nivel energético de los nucleones, para su identificación se agrega una m al número másico. 99mTc 99Tc Radioactividad: Transformación espontanea: “descomposición espontánea“; es decir, un nucleído inestable se descompone en otro más estable que él, a la vez que emite una “radiación“. El nucleído hijo (el que resulta de la desintegración) puede no ser estable, y entonces se desintegra en un tercero, el cual puede continuar el proceso, hasta que finalmente se llega a un nucleído estable. RADIOQUÍMICA Transformación Radioactiva RADIOQUÍMICA •Decaimiento α •Se da en elementos con Z mayor a 82 •Son ionizantes pero su capacidad de penetrar la materia es limitada, pueden ser detenidas por una hoja de papel. Decaimiento β• Es la emisión de partículas cargadas negativamente y son idénticas a los electrones. • Un neutrón se convierte en protón • El antineutrino corrige la diferencia de energía de las partículas de la reacción. • El radionúclido hijo decae emitiendo radiación γ por lo que ha quedado en estado excitado. RADIOQUÍMICA Decaimiento de Molibdeno 99 RADIOQUÍMICA Decaimiento β+ • Se generan positrones que son idénticos a los electrones pero con carga positiva. • Un protón se convierte en un neutrón disminuyendo el Z en 1. • El neutrino corrige las diferencias energéticas de las partículas en la reacción. • Se transforma la masa equivalente de 2 electrones. • Diferencia mínima de 1.02 MeV entre el padre y el hijo para que se de este tipo de decaimiento. • Los rayos γ se generan al aniquilarse el positrón con un electrón. RADIOQUÍMICA DECAIMIENTO GAMMA • Los rayos gamma son fotones, o sea paquetes de radiación electromagnética, como la luz visible, la ultravioleta, la infrarroja, los rayos X, las microondas y las ondas de radio. • No tienen masa ni carga, y solamente constituyen energía emitida en forma de onda. • Cuando un núcleo emite un rayo gamma, se mantiene como el mismo núcleo, pero en un estado de menor energía. RADIOQUÍMICA nyf sjjfn ofiuas ff CARACTERISTICAS ALFA BETA Y GAMMA RADIACIONES nyf sjjfn ofiuas ff CARACTERISTICAS ALFA BETA Y GAMMA RADIACIONES Tipo de radiación Propiedad α β γ Carga 2+ 1- 0 Masa 6,64 x 10-24 9,11 x 10-28 0 Poder relativo de penetración 1 100 10.000 Naturaleza de la radiación Núcleos de Electrones Fotones de alta energía Cinética de transformación radioactiva RADIOQUÍMICA La transformación radioactiva responde a un proceso cinético de orden 1. Los procesos de orden 1 se caracterizan porque tienen un tiempo de vida media característico. El tiempo de vida media es el tiempo necesario para que la actividad del radioisótopo se reduzca a la mitad. Todos los radioisótopos tienen su propia vida media característica. La cinética de la transformación radioactiva no se ve influenciada ni afectada por algún factor fisicoquímico. Es decir es constante, independientemente de las condiciones en las que se encuentre el radioisótopo. Radiofármacos “El producto preparado para uso RADIOFÁRMACOS diagnóstico o terapéutico y que contiene uno o más isótopos radiactivos”. QUELAN TE LINKER LIGANDO CARACTERISTICAS: RADIOFÁRMACOS • La gran mayoría son de administración única. • Se usan en cantidades traza. • Se administran principalmente por vía intravenosa. • Tienen una vida media efectiva relativamente corta. • Emiten radiactividad (el paciente recibe una dosis de radiación). CARACTERISTICAS: RADIOFÁRMACOS • El efecto terapéutico de los radiofármacos es producido por la radiación. • Pocos radiofármacos se reciben de los laboratorios listos para usar • La mayoría son preparados diariamente en el Servicio de Medicina Nuclear (Unidad de Radiofarmacia). RADIOFÁRMACOS ETAPAS DE PRODUCCIÓN • Obtención del radionúclido • Obtención del compuesto no radiactivo • Reacción compuesto+radionuclido OBTENCIÓN DE RADIONÚCLIDOS: Reactor, ciclotrón, generador OBTENCIÓN DE RADIONÚCLIDOS: Reactor, ciclotrón, generador La mayoría de los radionúclidos usados en Medicina Nuclear son ARTIFICIALES Obtención de Radionúclidos • Ciclotrón • Reactor Nuclear • Generador de Radionúclidos OBTENCIÓN DE RADIONÚCLIDOS CICLOTRÓN Fue diseñado por Ernets Lawrence en 1930 en la universidad de Berkeley, California. Ganó el premio Nobel en 1939. OBTENCIÓN DE RADIONÚCLIDOS CICLOTRÓN • Es un acelerador de partículas • Ciclotrón utiliza campos magnéticos para desviar la trayectoria de las partículas cargadas y acelerarlas sobre el mismo espacio, logrando que las partículas adquieran energía en espacios confinados. OBTENCIÓN DE RADIONÚCLIDOS CICLOTRÓN Es necesario que el proyectil tenga alta energía cinética para que se acerque lo suficiente al núcleo para que la reacción sea efectivamente posible. Al vacío La partícula acelerada impacta sobre el núcleo blanco y ocurre una reacción nuclear OBTENCIÓN DE RADIONÚCLIDOS REACTOR • Es una instalación en donde se producen reacciones nucleares controladas para la producción de energía, calor, trasmutación. • El combustible es un isótopo fisionable : Uranio 235, Uranio 238, Plutonio 239, Torio 232 o mezclas de estos. OBTENCIÓN DE RADIONÚCLIDOS REACTOR • Se introduce una cantidad de material radioactivo en el núcleo del reactor, donde hay neutrones libres y mediante una reacción nuclear se produce los isótopos radiactivos. OBTENCIÓN DE RADIONÚCLIDOS REACTOR REACCIÓN EN CADENA OBTENCIÓN DE RADIONÚCLIDOS REACTOR Núcleo del reactor Reino Unido OBTENCIÓN DE RADIONÚCLIDOS GENERADOR DEFINICIÓN: Sistema que permite la separación de dos radionúclidos que se encuentran en equilibrio. Desarrollado en 1957 en Brookhaven National Laboratory y usado en 1961 en la University of Chicago OBTENCIÓN DE RADIONÚCLIDOS GENERADOR Radionúclido padre Radionúclido hijo • Baja radiotoxicidad • T1/2 largo • Propiedades químicas diferentes a las del hijo • • • • • Baja radiotoxicidad T1/2 corta Estabilidad química Producto de desintegración estable Propiedades químicas diferentes a las del padre OBTENCIÓN DE RADIONÚCLIDOS GENERADOR Relaciones padre- hijo -Equilibrio transitorio: Ocurre en aquellos casos en los que la vida media del padre es un factor 10-100 veces mayor que el del hijo. OBTENCIÓN DE RADIONÚCLIDOS GENERADOR Relaciones padre- hijo -Equilibrio Secular: La vida media del padre es muchas veces mayor (100-1000 veces) a la vida media del hijo, y ambos radionúclidos decaen con el periodo del “padre’’. OBTENCIÓN DE RADIONÚCLIDOS GENERADOR Generador 99Mo / 99mTc • Desarrollado en Brookhaven National Laboratory por Walter Tucker y Margaret Greene en 1957 • Primer Médico que utilizó el 99mTc: Dr. Claire Shellabarger 1961 • Vida media: 20 días de la fecha de fabricación • Reemplazado semanalmante OBTENCIÓN DE RADIONÚCLIDOS GENERADOR Generador 99Mo / 99mTc Características: • • • • Generador autoclavado Eluido estéril, apirógeno y salino Fácil de construir Blindado Producción • Producción de Mo99 - Activación Neutrónica: 98 Mo (n, γ ) 99 Mo - Fisión: 235 U (n , f) 99 Mo OBTENCIÓN DE RADIONÚCLIDOS GENERADOR Producción 235 (99MoO4)2- U(n,f) 99 Mo (99Mo7O24)6- (99Mo8O28)4- 86% 99m 14% Tc • 100% 99 Tc OBTENCIÓN DE RADIONÚCLIDOS GENERADOR Producción • Estos molibdatos son adsorbidos en una columna que contiene alumina: 2 mg molibdato/ 1 g Al2O3 • La alumina se carga positivamente lavandola con una solucion de pH: 5. • El generador completo es autoclavado • Luego es ensamblado bajo condiciones asépticas dentro de un contenedor blindado. OBTENCIÓN DE RADIONÚCLIDOS GENERADOR Separación • Extracción por solventes: Líquidolíquido • Sublimación • Método Cromatográfico OBTENCIÓN DE RADIONÚCLIDOS GENERADOR Generador de Columna húmeda • Alúmina: 2mg de molibdato/1gAl2O3 • Generador autoclavado • Ensamblado bajo técnica aséptica, blindado • Elusión con solución salina 0.9% OBTENCIÓN DE RADIONÚCLIDOS GENERADOR COLUMNA SECA Se carga con 5-20mL de SSN 0.9% Eluye con un vial de 30mL Aire seca la columna COLUMNA HUMEDA Reservorio de Solución salina Requiere un vial al vacío La columna mantiene húmeda OBTENCIÓN DE RADIONÚCLIDOS: Reactor, ciclotrón, generador OBTENCIÓN DEL COMPUESTO NO RADIACTIVO OBTENCIÓN DEL COMPUESTO NO RADIACTIVO KITS para radioisótopos convencionales Un vial de reacción estéril • Ligando: exceso • Agente reductor (cloruro, floruro, tartrato de estaño): oxidable • Estabilizante • Dispersante • Buffers Liofilización Gas argón, Nitrógeno OBTENCIÓN DE RADIONÚCLIDOS: Reactor, ciclotrón, generador REACCIÓN COMPUESTO + RADIONUCLIDO MARCACIÓN DE RADIOFARMACOS Uno de los mayores retos fue depositar la radiación específicamente en el tejido dañado. En el caso del I-131 no había inconvenientes porque éste se dirige específicamente a la tiroides. Pero ¿qué pasa con los otros radioisótopos? Como la mayoría son metálicos, tienen una cierta afinidad por los tejidos óseos, depositando la radiación en los huesos SÍNTESIS DE 18FDG PET : La tomografía por emisión de positrones es un método de diagnóstico mediante imágenes tomográficas de la distribución tridimensional en el organismo de radiofármacos marcados con radionúclidos emisores de positrones. Radiofármacos PET 18FDG 18FNa 18F 18FDOPA 18FMISO 18FLT Radiofármacos PET Radiofármacos PET MODULO DE SINTESIS Radiofármacos PET CELDA DE SINTESIS Y DOSIFICACIÓN OBTENCIÓN DE RADIONÚCLIDOS: Reactor, ciclotrón, generador APLICACIONES CLINICAS RADIONUCLIDOS USADOS EN DIAGNÓSTICO NUCLEIDO 11 C N 15 O 18 F 67 Ga 99m Tc 111 In 123 I 131 I 133 Xe 201 Tl 13 MODO DE DECAIMIENTO + + + + CE TI () CE CE -, CE CE T 1/2 20 min. 10 min. 2 min. 110 min. 78.2 hs. 6 hs. 2.8 días 13.2 hs. 8 días 5.3 días 73 hs. ENERGIA (KeV) 511 511 511 511 93, 185, 299 140 173, 247 160 360 233 78, 135, 168 RADIONUCLIDOS USADOS PARA TERAPIA NUCLEIDO 32 P 89 Sr 90 Y 131 I 165 Dy 186 Re 188 Re 153 Sm 111 In 117m Sn 125 I 212 Bi 211 At EMISIÓN -, -, -, -, -, -, C.E, e .Auger C.E, e. Auger C.E, e. Auger ENERGÍA RANGO máx. max. (en tejido) (MeV) 1.71 8.7 mm. 1.49 8.0 mm. 2.28 12.0 mm. 0.61 2.4 mm. 1.29 6.4 mm. 1.08 5.0 mm. 2.11 10.8 mm. 0.81 3.0 mm. 0.25 0.6 mm. 0.16 0.3 mm. 35 KeV 17.0 m. 8.8 87.0 m. 6.8 65.0 m. T 1/2 14.3 días 50.5 días 2.7 días 8.0 días 2.3 horas 3.8 días 17 horas 1.95 días 2.83 días 13.6 días 60.3 días 1.0 hs. 7.2 hs. RADIOMARCACIÓN COMPLEJOS PARA ESTUDIOS RENALES DTPA: Ácido dietilentriaminopentacético Uso: función glomerular DMSA: Ácido dimercaptosuccinico Uso: Imágenes renales Localiza en la corteza renal MAG3: Mercaptoacetil-glicil-glicilglicina. Uso: Estudio renal dinámico, Flujo plasmático renal. RADIOMARCACIÓN OMPLEJOS PARA ESTUDIOS HEPATOBILIARES CARACTERÍSTICAS • Rápida captación hepática • Transito rápido a través del hígado • Ausencia de reabsorción intestinal • Eliminación renal • Grupo del ácido iminodiacético (IDA) • Fuerte agente quelante del 99mTc RADIOMARCACIÓN COMPLEJOS PARA ESTUDIOS HEPATOBILIARES Derivado de IDA Cloruro de estaño o fluoruro Reacciona con TcO4 Estabilidad DISIDA:6h Mebrofenin: 18h Uso: Colescentellografía RADIOMARCACIÓN COMPLEJOS PARA ESTUDIOS OSEOS CLASIFICACIÓN: Polifosfatos P-O-P 99mTc-Pirofosfato Fosfonatos P-C-P 99mTc-Metilendifosfonato 99mTc- (MDP) Hidroxietiléndifosfonato (HEDP) 99mTc-hidroximetilendifosfonato (HDP) RADIOMARCACIÓN COMPLEJOS PARA ESTUDIOS DE PERFUSIÓN CARDIACA Característica Rápida captación en miocardio Mantenimiento de la actividad en el tiempo No captación en pulmón Adquisición temprana de imágenes RADIOMARCACIÓN DE CÉLULAS SANGUÍNEAS GLOBULOS ROJOS Uso: Estudios de Poolsangúineo, función ventricular LEUCOCITOS Uso: Localización de sitios de infección osea APLICACIONES CLINICAS 18F-FDG •Estudios metabólicos. •Diagnóstico detección de tumores, y monitorización de tratamientos contra el cáncer, especialmente, en la enfermedad de Hodgkin, linfoma no-Hodgkin, cáncer colorrectal, cáncer de mama, melanoma y cáncer de pulmón. También ha sido aprobado su uso en el diagnóstico de la enfermedad de Alzheimer. OBTENCIÓN DE RADIONÚCLIDOS: Reactor, ciclotrón, generador CONTROL DE CALIDAD RADIOFARMACOS EMISORES DE POSITRONES CONTROL DE CALIDAD Abarcar todas las medidas tendentes a hacer que cada radiofármaco cumpla las especificaciones establecidas y reúna la calidad requerida para su administración. *Mallol , J. (2011). Manual de Radiofarmacia. Recuperado http://books.google.com.co/books?id=FxTXltTaHU0C&printsec=frontcover&hl=es&source=g bs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q=control%20de%20calidad&f=false CONTROL DE CALIDAD FUENTES DE INFORMACIÓN - USP - Insertos - Artículos, textos CONTROL DE CALIDAD La calidad de cualquier práctica es satisfacer las expectativas y demandas de: Clínico Paciente Usted ELEMENTOS DE PROTECCIÓN RADIOLÓGICA ELEMENTOS DE PROTECCIÓN RADIOLÓGICA CONTROLES DE CALIDAD FARMACEUTICOS QUIMICOS BIOLOGICOS RADIOACTIVOS CONTROLES DE CALIDAD MAYOR LIMITANTE CONTROLES DE CALIDAD FARMACEUTICOS • INTEGRIDAD DE FILTRO. < 50 PSI CONTROLES DE CALIDAD FARMACEUTICOS Aspecto visual. – Apariencia. – Color. pH. 4.5-7.5 CONTROLES DE CALIDAD FARMACEUTICOS Aspecto visual. – Apariencia. – Color. pH. 4.5-7.5 CONTROLES DE CALIDAD QUIMICOS PUREZA QUÍMICA: Determinar la presencia de una especie química no deseable. AGUA 50ug/mL 20ug/mL CONTROLES DE CALIDAD 50 25 - KRIPTOFIX. - STD 20 Y 50 ug/ml. - Tiras de yodoplatinato (µg/mL) 75 K222 Concentration QUIMICOS CONTROLES DE CALIDAD QUIMICOS • Solventes Residuales. Cromatografía de Gases Valores ACN: <0,04%, Éter:< 0,5%, Etanol: <0,5% CONTROLES DE CALIDAD QUIMICOS Limite de 2-cloro-2-deoxy-d-glucosa < 1 mg por dosis DETECTOR AMPEROMETRICO ESPECTROFOTOMETRIA DE MASAS CONTROLES DE CALIDAD RADIOACTIVOS • Identidad Radionucleídica 2-18FDG: (2-fluor-desoxy-D-glucosa) t/2 = 105 – 115 minutos A(t1/2)= A0/2 = A0e-lt1/2 CONTROLES DE CALIDAD RADIOACTIVOS Pureza Radionucleídica. • No menos del 99,5% de las emisiones observadas deben corresponder a 0,511 MeV y 1,022 MeV ANALIZADOR MULTICANAL CONTROLES DE CALIDAD RADIOACTIVOS Identidad Radioquímica. F.M: (ACN/H20) 95:5 F.E: (S.G) RF 0,5 STD CONTROLES DE CALIDAD RADIOACTIVOS Pureza Radioquímica. – % del complejo ( radionuclido+ligando). CONTROLES DE CALIDAD BIOLOGICOS • Endotoxinas. CONTROLES DE CALIDAD BIOLOGICOS Endotoxinas. • El lisado de amebocitos de Limulus (LAL) CONTROLES DE CALIDAD BIOLOGICOS CONTROLES DE CALIDAD BIOLOGICOS - ESTERILIDAD Bacterias mohos levaduras: Caldo de soja-caseína. 20-25°C Bacterias aerobias y anaerobias: Tioglicolato liquido. 3035°C CONTROLES DE CALIDAD OBTENCIÓN DE RADIONÚCLIDOS: Reactor, ciclotrón, generador CONTROL DE CALIDAD RADIOFARMACOS CONVENCIONALES CONTROLES DE CALIDAD ELEMENTOS DE PROTECCION RADIOLOGICA CONTROLES DE CALIDAD CONTROL DE CALIDAD ETIQUETAS UNIDOSIS DATOS DE LA ETIQUETA: *Nombre e Identificación del paciente. *Identificación del RF y lote. *Actividad de la dosis. *Hora de calibración. *Símbolo de radiactividad. *Volumen de la dosis. *fecha. *Responsable. CONTROLES DE CALIDAD CONTROLES FARMACEUTICOS • Controles fisico-quimicos. • Control de partículas. • Color. • Turbidez. CONTROLES DE CALIDAD CONTROLES FARMACEUTICOS Implicaciones en pHel rendimiento de la marcación CONTROLES DE CALIDAD CONTROLES FARMACEUTICOS • • • • • 99mTc 99mTc- MDP 99mTc – MAA 99mTc – NANO-COLOIDE 99mTc –MIBI pH 4,5-7,5 4,0-7,8 3,8-8,0 6,0-7,4 4,5-7,5 CONTROLES DE CALIDAD PUREZA RADIOQUIMICA La pureza radioquímica es el porcentaje de radiofármaco que esta presente en la forma química deseada. CONTROLES DE CALIDAD PUREZA RADIOQUIMICA Especies radioquímicas que pueden estar presentes: - 99mTc libre 99mTc hidrolizado reducido 99mTc + ligando = complejo radioactivo CONTROLES DE CALIDAD PUREZA RADIOQUIMICA 99mTc- 99mTc- libre MDP-HR F.M (ACE) – F.E (W3) CONTROLES DE CALIDAD 99mTc- libre 99mTc-MAA-HR 99mTc - MAA F.M (MET/H2O 85:15) – F.E (S.G) 99mTc- libre 99mTc-NANO 99mTc – NANO-COLOIDE F.M (MET/H2O 85:15) – F.E (W1) CONTROLES DE CALIDAD 99mTc 99 Mo 99mTc HR F.M (SSN) - F.E ( S.G) libre CONTROLES DE CALIDAD PUREZA RADIOQUIMICA - ACTIVAR C18 CON ETOH 5CC - TOMAR 3CC DE SSN Y 2 Ul de muestra. Pasar por c18 = sln A - TOMAR 5CC DE ETOH Y Pasar por c18 = sln B C= 99mTc-HR SLN A= 99mTc- libre SLN B= 99mTc- Mibi F.M (SLN A: SSN – SLN B -ETOH) – F.E (C18) CONTROLES DE CALIDAD PUREZA RADIOQUIMICA CONTROLES DE CALIDAD CONTROLES BIOLOGICOS • Endotoxinas • Esterilidad CONTROLES DE CALIDAD LAS IMPUREZAS OCASIONAN • • • • Biodistribución diferente del RF. Aumenta dosis de radiación interna. Degradación de la imagen obtenida. Interfiere con los resultados del estudio. GRACIAS…..