Ραδιοφάρμακα τεχνητίου-99m

99mTc: Το σημαντικότερο ραδιονουκλίδιο που χρησιμοποιείται σήμερα στη Πυρηνική Ιατρική για διαγνωστικούς σκοπούς

Τεχνήτιο-99m (SPECT): Το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο ραδιονουκλίδιο στη διαγνωστική Πυρηνική Ιατρική

Παραγεται από τη γεννήτρια 99Mo/99mTcΠλεονεκτήματα:

Μονοενεργητική γ ακτινοβολία 140 kev στο βέλτιστο ανιχνευσιμότητας από τις διαθέσιμες γ κάμερες

Κατάλληλο χρόνο ημιζωής 6h για την ολοκλήρωση της διαγνωστικής μελέτης

Μικρό κόστος και ευχερής διάθεση από γεννήτριες 99Mo-99mTcMειονεκτήματα:

Ως μέταλλο απαιτεί σταθερό σύστημα συναρμοτών και συνεπώς δυσχεραίνει την επισήμανση βιομορίων

To 95% των ραδιοφαρμάκων είναι του τεχνητίου-99m χρησιμοποιούμενα για την διάγνωση παθήσεων του εγκεφάλου, μυοκαρδίου, πνευμόνων, θυρεοειδούς, ήπατος, νεφρών, οστών κ.α.

Παρασκευή τεχνητίου

99Mo

99mTc

99Tc

87%

13%

γ6.02h

Απόδοση εκλούσεως γεννήτριας(Elution efficiency)

Έλεγχος ποιότητας γεννήτριας

Έλεγχος διαφυγής μολυβδαινίου-99 (<2 μg/ml) Διαρροή Μο-99<2μg/ml: Εμβάπτιση σε διαλ. ZnSO4-

ξανθογονικού νατρίου ή σε φαινυλοϋδραζίνη Το διάλυμα της έκλουσης μετράται σε ανιχνευτή αφού

τοποποθετηθεί σε περιέχτη μολύβδου πάχους 6 mm για απορρόφηση ακτινοβολίας του 99mTc ή μετά από πέντε μέρες χωρίς περιέκτη μολύβδου

Έλεγχος διαρροής αλουμινίου (Al2O3) < 10μg/ml χρωματομετρική μέθοδος (κιναλιζαρινη ή χρωμαζουρόλη S)

Οξειδωτικοί παράγοντες (προϊόντα ραδιόλυσης) Yποβίβαση της ποιότητας έκλουσης και της ποιότητας των ραδιοφαρμάκων (Na2

99ΜοVIO4/Na99mTcVIIO4)

Υπερτεχνητικό νάτριο: Na99mTcO4

Παραλαμβάνεται από γεννήτρια 99Mo-99mTc. Πρέπει να χρησιμοποιηθεί εντός 12 ωρών από την ώρα έκλουσης,

καθόσον με τη πάροδο του χρόνου μειώνεται η ειδική ραδιενέργεια λόγω αύξησης του ποσοστού του Tc-99.

Χρησιμοποιείται για την απεικόνιση του θυροειδούς. Μηχανισμός Δράσης: παραλαμβάνεται από το θυρεοειδή μέσω

εκλεκτικής μεταφοράς όπως τα ιωδιούχα Βιοκατανομή-Φαρμακοκινητική: 15-20 min μετά iv χορήγηση. Κατά

70-80% δεσμεύεται από λευκοματίνες, ενώ το 20-30% συγκεντρώνεται στο θυροειδή, τους σιελογόνους αδένες, το γαστρικό και ρινικό βλενογόνο και τα χοριοειδή πλέγματα. Δε μεταβολίζεται.

Αποβάλλεται κυρίως από τους νεφρούς. Δόση: 18.5-80 ΜΒq. Άλλο ραδιοφάρμακο για την απεικόνιση του θυροειδούς είναι το

Νa131Ι p.o. 6-24 h μετά τη χορήγηση. Αποτελεί τη «μητρική ένωση» όλων των ραδιοφαρμάκων του

τεχνητίου

Δομικές αλλαγές κατά την αναγωγή του τεχνητίου

Mέθοδοι παρασκευής ενώσεων του τεχνητίου-99m

1) Μέθοδος με αναγωγή:

99mTcO4- + αναγωγικό + L [99mTc-L]

L= συναρμοτής, αναγωγικό= SnCl2, NaBH4

2) Mέθοδος με αναγωγή και αντικατάσταση

α) 99mTcO4- + αναγωγικό + L [99mTc-L]

L=ευκίνητος συναρμοτής

β) [99mTc-L] + L’ [99mTc-L’] + L

Το Τεχνήτιο σε χαμηλότερες οξειδωτικές καταστάσεις

Sn2+ +99mTcO4- + H+ 99mTc4+ + Sn4+ + H2O

S2O42- + 99mTcO4

- + OH- 99mTc4+ + SO32- + H2O

Tc(VII)TcO4

-

Tc(V)Tc(IV)Tc(III)Tc(I)

Αναγωγή

SnCl2, Na2S2O4, HCl, Fe(II), NaBH4,, PPh3

Δυναμικά οξειδοαναγωγής

• Οξειδωτικές καταστάσεις με μεγαλύτερη σταθερότητα: VII (ΤcO4

-) και IV (TcO2)

• 99mTcO4- + 3e- 99mTcO2 (+0.737 V)

ΤcO2: είναι η σταθερότερη μορφή του τεχνητίου με τά την οξ. κατάσταση VII.Σχηματίζεται κατά την αναγωγή των υπερτεχνητικών. Σε υδατικά διαλύματα το διοξείδιο του τεχνητίου ενυδατώνεται σχηματίζοντας δυσδιάλυτο μαύρο στερεό:

ΤcO2 + H2O TcO2.x (OH2). Η παρουσία του αποτελεί παραπροϊόν στη παρασκευή

ραδιοφαρμάκων του τεχνητίου και ελαχιστοποιείται με χρήση κατάλληλου αναγωγικού και συνθηκών αντίδρασης.

Παραπροϊόντα αναγωγής και Έλεγχος καθαρότητας

ΤcO2: είναι μια σταθερή μορφή του τεχνητίου και σχηματίζεται κατά την παραγωγή των υπερτεχνητικών ή άλλων ενώσεων του τεχνητίου ως παραπροϊόν.

Χρωματογραφία λεπτής στιβάδας με σύστημα ανάπτυξης: Η2Ο. Ο σχηματισμός του ΤcO2 διαπιστώνεται από τη παραμονή του στο σημείο έναρξης της χρωματογραφίας Rf =0

TcO2

TcO4-

TLC: H2O

TcO4- + eaq

- → TcO42-

2TcO42- → TcO4

- + Tc(V) 2Tc(V) → TcO4

2- + Tc(IV) Tc(V) + TcO4

2- → Tc(IV) + TcO4

-

Αντίδραση ανταλλαγής συναρμοτών

TcO4- + Reducing agent + L Tc

L

L L

L

O

Y

Tc

L

L L

L

O

Y

+ L' [TcO-L]

Αναγωγικά: SnCl2, NaBH4, S2O4

-2

Ευκίνητοι Συναρμοτές: γλυκοεπτονικό,τρυγικό, οξαλικό, γλυκονικό, κιτρικό, tricine

Ligands και οξειδωτικές καταστάσεις

+7: Σκληρά ligands, λίγες ενώσεις +5: Μέτρια ligands δότες/δέκτες ηλεκτρονίων, N, O,

S, P, Α.Σ. 5 ή 6 Οξοπυρήνες ή νιτριδοπυρήνες

+3: Μαλακά ligands, πχ. S, P Α.Σ. 6, οκταεδρικά

+1: Μαλακά ligands δέκτες, ισονιτρίλια (RNC) μονοξείδιο του άνθρακα CO

Α.Σ. 6, οκταεδρικά

Σύμπλοκες Ενώσεις του Τεχνητίου

Αναγωγή υπερτεχνητικών: 99mTcO4

- + SnCl2/ NaBH4 Tc(V, IV, III, I)

Οξειδωτική κατάσταση (V)

ΧΗΜΕΙΑ ΤΟΥ ΤΕΧΝΗΤΙΟΥ

Οξειδωτικές καταστάσεις τεχνητίου με ραδιοφαρμακευτικές εφαρμογές

VII: 99mTcO4-, 99mTc2S7

V: 99mTc-ECD, 99mTc-MAG3 κα

IV: 99mTc-DTPA, 99mTc-MDPIII: 99mTc-HIDAI: 99mTc-MIBI

Προετοιμασία ραδιοφαρμάκων του 99mTc

Συστατικά προσκευασμάτων (kit) τεχνητίου Ι

Αναγωγικός παράγοντας: Για την αναγωγή του τεχνητίου από TcO4

- (VII) σε χαμηλότερες βαθμίδες (V, IV, III, I)

Χλωριούχος κασσίτερος:Υδατοδιαλυτότητα, χαμηλή τοξικότητα,

σταθερότητα, δραστικότητα σε ήπιες συνθήκες

Sn2+ + Tc+7 Sn+4 + Tc-ανηγμένο

Συστατικά προσκευασμάτων τεχνητίου ΙI

Ligand: πληθώρα συναρμοτών χρησιμοποιείται ανάλογα με την οξ. βαθμίδα του τεχνητίου στο ραδιοφάρμακο

Συστατικά προσκευασμάτων τεχνητίου ΙΙΙ

Αντιοξειδωτικά: το ανηγμένο τεχνήτιο μπορεί να επανοξειδωθεί, λόγω Ο2 στη φιάλη, λόγω ελευθέρων ριζών από τη ραδιόλυση του νερού Ασκορβικό οξύ, γεντισικό οξύ, π-αμινοβενζοϊκό

οξύ

Συστατικά προσκευασμάτων τεχνητίου ΙV

Ρυθμιστικά διαλύματα: η χημική δομή των ενώσεων του τεχνητίου επηρεάζεται από το pH (πχ. 99mTc-DMSA(III) σε pH 3.5, 99mTc-DMSA(V) σε pH 7)

Βοηθητικά ligands: ως ενδιάμεσα για τη σταθεροποίηση του τεχνητίου σε ανηγμένη μορφή για την αποφυγή σχηματισμού TcO2

Γλυκονικό, DTPA, κιτρικό, τρυγικό κα

Προσμίξεις κατά την παρασκευή ραδιοφαρμάκων του τεχνητίου

TcV

L

L L

L

O

TcV

L

L L

L

O

O

TcV

L

L L

L

N

TcV

L

L L

L

N

N

R

L

TcVIIO4-

TcIVO2

TcVIIO4- + TcIVO2

ΑΝΑΓΩΓΗ&

ΣΥΝΑΡΜΟΓΗ

Διάσπαση

Χρωματογραφικός προσδιορισμός ραδιοχημικής καθαρότητας ραδιοφαρμάκων του 99mTc

ΤοποθέτησηΔείγματος

ΑνάπτυξηITLC

Μέτρηση

Ραδιοφάρμακα του 99mTc

Θυρεοειδής

Ήπαρ, χοληδόχος κύστη

ΠνεύμονεςΟστά

Νεφρά

Καρκίνος

Μυοκάρδιο

Εγκέφαλος

Μηχανισμοί εντόπισης ραδιοφαρμάκων

Παθητική διάχυση Διευκολυνόμενη μεταφορά Ιοντοανταλλαγή Εγκλωβισμός σε τριχοειδή αγγεία Φαγοκύτωση Ενεργός μεταφορά Απομάκρυνση κυττάρων Χημόταξη Μεταβολισμός Σύνδεση με υποδοχείς Σύζευξη αντιγόνου-αντισώματος

ΕπισήμανσηΒιομορίων/Βιοδραστικών μορίων

ΜΟΡΙΑΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗΣΤΟΧΕΥΜΕΝΗ ΘΕΡΑΠΕΙΑ