Radioteràpia, Braquiteràpia i Medicina Nuclear: Tècniques i Radiofàrmacs

Radioteràpia i Braquiteràpia

Radioteràpia

Teràpia que utilitza radiacions ionitzants provinents d’una font externa al pacient.

Bomba de Cobalt (Co-60)

La més coneguda. És una font encapsulada de Co-60, un radionúclid emissor de radiació $\gamma$. Té una vida útil d'aproximadament 5 anys, però superat aquest temps segueix sent molt radioactiu.

LINAC (Accelerador Lineal)

Substitut de la bomba de cobalt. És un tipus d’accelerador de partícules, similar a un tub de raigs catòdics, però més gran i complex. Té ànode i càtode connectats a una gran diferència de potencial per accelerar els electrons. La radiació que s’aconsegueix és d’energia molt més alta que la produïda amb la tradicional bomba de cobalt.

Braquiteràpia

Teràpia per al càncer que consisteix a introduir fonts encapsulades d’un radionúclid determinat dins de l’òrgan afectat.

Característiques Ideals d'un Radioisòtop en Braquiteràpia

• Curt període de semidesintegració.
• Alta activitat específica.
• No producció de gasos radioactius.

Medicina Nuclear (MN)

Definició i Tècniques

Totes aquelles tècniques que consisteixen a injectar per via endovenosa un determinat radionúclid no encapsulat.

Tècniques In Vitro

Utilitza isòtops radioactius per determinar la concentració d’una substància en una mostra biològica. Presenta una alta especificitat i és molt sensible per detectar substàncies que es troben en concentracions baixíssimes.

Tècniques In Vivo

Consisteix a injectar el traçador radioactiu, que ha de seguir un determinat curs dins l’organisme (ser absorbit i excretat per una via concreta). Després es pren una mostra d’orina o de femta i s'analitza, mesurant-ne la radioactivitat.

Comparació entre Medicina Nuclear i Radiodiagnòstic

Medicina Nuclear (MN)

L'origen de la radiació és el propi pacient (imatge per emissió). Característicament, mostra alteracions funcionals o metabòliques.

Radiodiagnòstic (RD)

L'origen és una font externa (per transmissió). Característicament, ofereix una bona qualitat morfològica.

La majoria de patologies comencen sent alteracions funcionals abans de donar una manifestació morfològicament apreciable.

Conceptes Clau

Sensibilitat

És la capacitat de detectar la patologia.

Especificitat

És la capacitat de distingir entre diferents patologies.

Radionúclid

Qualsevol àtom radioactiu.

El Radiofàrmac

Definició i Components

Tot compost radioactiu que s’utilitza en el diagnòstic d’una determinada patologia. Està format per:

• Un radionúclid.
• Un compost que serà marcat amb el radionúclid mitjançant una reacció química.

Característiques Ideals del Radiofàrmac

El component farmacèutic ha de complir les següents condicions:

• Ha de ser una molècula inert, que no tingui cap efecte farmacològic, que no s’integri a cap ruta metabòlica, i que no passi a formar part d’estructures del cos de manera definitiva.
• No ha de presentar toxicitat ni efectes secundaris.
• Ha de tenir afinitat per un determinat òrgan (òrgan diana), és a dir, tendència a acumular-se en aquest òrgan.
• Ha de desaparèixer ràpidament dels teixits del voltant de l’òrgan diana.

Semiperíode Efectiu (T½ efectiu)

El T½ efectiu del radiofàrmac ha de ser curt. Aquest semiperíode té dos components:

• Semiperíode físic: Temps que triga a desintegrar-se la meitat dels nuclis radioactius.
• Semiperíode biològic: Temps que triga a eliminar-se la meitat del radiofàrmac injectat per les vies d’excreció.

Requisits d'Obtenció i Emissió

• Facilitat d’obtenció: Els radioisòtops utilitzats han de ser fàcils d’obtenir, ja que han de ser utilitzats a les poques hores, o minuts, de la seva obtenció.
• Tipus d’emissió radioactiva: La radiació ideal és la $\gamma$ (gamma), ja que és la menys ionitzant i és molt més penetrant.
• Energia de les emissions $\gamma$: L’energia ha de ser suficient perquè no s’atenuï pel propi cos del pacient, però no tan alta com perquè passi de llarg el detector i no interaccioni amb ell.

El Radionúclid Ideal: Tecneci-99m (⁹⁹ᵐTc)

El radionúclid que compleix millor les condicions necessàries per a ser utilitzat en Medicina Nuclear és el ⁹⁹ᵐTc:

• És un emissor gamma pur.
• Es desintegra per transició isomèrica, emetent radiació gamma.
• El seu T½ físic és d’unes 6 hores.
• És fàcil de detectar perquè l’energia de la radiació que emet és de 140 KeV.
• És fàcilment disponible a partir del generador de ⁹⁹Mo.
• És fàcilment incorporable a un gran nombre de substàncies.

Producció de Radionúclids

Fonts de Producció

La producció de radionúclids es pot donar en:

• Reactors nuclears de fissió.
• Ciclotrons: Accelerador circular que s’utilitza per generar alguns dels radioisòtops que es fan servir en MN.
• Generador: Dispositiu que conté un radionúclid (PARE) que es desintegra originant un altre radionúclid (FILL) amb un T½ més curt, que és el que utilitzarem.

El Generador de Radionúclids

El parell de radionúclids pare/fill han de complir les següents condicions:

• Que tinguin un T½ molt diferent.
• Que la forma química de cadascun tingui característiques fisicoquímiques prou diferenciades per a poder-los separar.
• Que el radionúclid fill sigui un emissor de radiació $\gamma$.
• Que el radionúclid pare tingui un accés senzill i un preu barat.

Mecanismes de Control i Seguretat del Generador

• Columna d’alumini esterilitzada.
• El sèrum que s’introdueix és estèril.
• Filtre HEPA que reté possibles bacteris i virus a la sortida de la columna.
• Filtre que evita que passin a la solució partícules d’alumini.
• Blindatge de protecció de les radiacions que es produeixen en la desintegració del Molibdè (Mo).

Obtenció i Localització del Radiofàrmac

Procés d'Obtenció

Desintegració del Molibdè-99 (⁹⁹Mo)

El ⁹⁹Mo, adsorbit sobre una columna d’alúmina, es desintegra en ⁹⁹ᵐTc.

Elució i Obtenció de Tecneci-99m (⁹⁹ᵐTc)

En aquesta fase es dona la separació de l’ió tecneci de la columna d’alúmina. Es fa passar un corrent de sèrum fisiològic (NaCl) a través de la columna.

Purificació i Control del Radionúclid

• Control fisicoquímic.
• Control biològic.
• Control radiològic.

Síntesi del Radiofàrmac Final

El radiofàrmac es pot obtenir de dues maneres:

• Incubant un microorganisme en presència del radionúclid, el microorganisme el capta del medi i l’incorpora al seu metabolisme, sintetitzant el radiofàrmac.
• Sintetitzant el radiofàrmac mitjançant reaccions químiques determinades.

Mecanismes de Localització dels Radiotraçadors

Difusió passiva

No hi ha despesa d’energia. Es fa a favor d’un gradient de concentració.

Difusió activa intercanviable

Consum d’energia que permet travessar la membrana cel·lular a determinats elements en contra de gradient electroquímic (permet l’entrada de K+ en la cèl·lula i sortida de Na+ a l’espai extracel·lular).

Transport actiu

Alguns radiofàrmacs es localitzen en un òrgan a través de sistemes de bombeig cel·lular específics.

Bloqueig capil·lar

Les partícules no penetren en el parènquima pulmonar, però taponen els capil·lars, reflectint la distribució regional del flux sanguini.

Fagocitosi

Els col·loides administrats per via intravenosa són reconeguts com a partícules estranyes i són fagocitades.

Segrest cel·lular

Diagnòstic a partir d'hematies.

Localització compartimental

Per visualitzar cavitats.