6. Ραδιοφάρμακα
Ενας ραδιενεργός πυρήνας πρέπει να μπορεί να δεσμευτεί από μια ουσία που του δίνει τις επιθυμητές βιολογικές ιδιότητες πρέπει επίσης να ετοιμαστεί σε αποστειρομένο περιβάλλον και να είναι απελευθερωμένο από τόξινες που μπορεί να προκαλέσουν πυρετό.
1. Φυσικές ιδιότητες
Ο χρόνος ζωής πρέπει να είναι αρκετά μικρός ώστε οι ραδιενεργές μεταπτώσεις να γίνουν κατά την διάρκεια της διαγνωστικής διαδικασίας.
Για την διαγνωστική εργασία, η ουσία πρέπει να είναι τέτοια που ελαχιστοποιεί την ποσότητα της μη-διεισδυτικές ακτινοβολίας. Αυτή η ακτινοβολία επιβαρύνει τον ασθενή χωρίς να φτάνει ποτέ στον ανιχνευτή. Δηλαδή όσο το δυνατόν λιγότερα σωματίδια β. Η ιδανική πηγή είναι μια πηγή γ που σημαίνει ότι ο πυρήνας είναι σε διεγερμένη κατάσταση. Δυστυχώς αυτές οι καταστάσεις είναι συνήθως σύντομες επίσης ο συντελεστής εσωτερικής μετατροπής πρέπει να είναι μικρός γιατί αλλιώς έχουμε μη-διεισδυτική ακτινοβολία (e). Εκπομποί ποζιτρονίων είναι προτιμητέοι από τους β- γιατί τα ποζιτρόνια δημιουργούν φωτόνια 0.5 MeV (γ) που φτάνει στον εξωτερικό ανιχνευτή. Αντίστροφα για την θεραπεία μην διεισδυτική ακτινοβολία είναι ιδεώδης.
Είναι επίσης ανάγκη ότι το προϊόν της μετάπτωσης δεν δημιουργεί μη επιθυμητή ακτινοβολία. Αν η μετάπτωση είναι β- ή β+ το προϊόν έχει διαφορετικές χημικές ιδιότητες και μπορεί να πάει σε άλλο όργανο. Αν και αυτό είναι ραδιενεργό μπορεί να μπερδέψει την διάγνωση και να δώσει μια αχρείαστη δόση στο άλλο όργανο.
Τελικά είναι σπουδαίο να μπορούμε να ξεχωρίζουμε τη ραδιενεργή ουσία από τον φορέα και αυτό γιατί πρέπει να αφαιρέσουμε το ραδιενεργό ισότοπο από τα σταθερά γιατί συνήθως αυτά είναι τοξικά. Η τοξικότητα αποφεύγεται με το να δώσουμε την ουσία σε πολύ μικρές ποσότητες.
2. Βιολογικές ιδιότητες
Για την διαγνωστική εργασία χρειάζεται ένα φάρμακο να συλλαμβάνεται κυρίως από τον ασθενή ιστό για να δώσει ένα “ζεστό σημείο” ή λιγότερο και δίνει ένα “κρύο σημείο”. Για την θεραπεία θέλουμε επιλεκτική απορρόφηση του φαρμάκου ώστε η ακτινοβολία θα καταστρέψει τον στόχο και όχι το υπόλοιπο σώμα. Υπάρχουν αρκετοί μηχανισμοί με τους οποίους τα φάρμακα εντοπίζονται :
Ενεργή μεταφορά : το φάρμακο είναι συγκεντρομένο σέ ένα όργανο (π.χ. ιώδιο στον θυροειδή και σ’ άλλους αδένες).
Φαγοκύστοση : Σωματίδια μεγέθους 1-1000 nm απορροφούνται από τα κύταρα των ενδοθηλίων κυτάρων (π.χ. συκότι, μυελός και σπλήνα).
Sequestration : Μεγαλύτερα σωματίδια όπως τα ερυθρά αιμοκύταρα που έχουν αλλοιωθεί από την θερμότητα συγκεντρώνονται στην σπλήνα.
Μπλοκάρισμα μικραγγείων : Τα τριχοειδή έχουν διάμετρο 7-10 μm. Τα σωματίδια με διάμετρο 20-40 μm εισέρχονται από μια φλέβα και μέσα από μεγαλύτερα αγγεία και την δεξία καρδιά σταματούν στα τριχοειδή του πνεύμονα.
Διάχυση : είναι δυνατόν για ένα φάρμακο να κινηθεί μέσα από μια μεμβράνη σε μια περιοχή χαμηλότερης συγκέντρωσης. Π.χ. υπάρχει ένα σύνορο μεταξύ αίματος και εγκεφ. νευρικού συστήματος. Η φύση του δεν είναι γνωστή. Σε μια σάρωση εγκεφάλου με ραδιενεργό φωσφόρο το μόριο δεν συγκεντρώνεται στον φυσιολογ. εγκέφαλο αλλά διαρέει όπου το σύνορο αίματος-εγκεφάλου έχει καταστραφεί από έναν όγκο.
Τμηματικός εντοπισμός : ένα κατάλληλο φάρμακο που εισάγεται στο αίμα μπορεί να μείνει εκεί για πολύ χρόνο, να αναμειχθεί καλά και έτσι να υπολογιστεί ο όγκος του αίματος. Π.χ. ένα ραδιενεργά ενεργοποιημένο μόριο της Αλμπουμίνης.
Παράδειγμα : Από τα πιο χρήσιμα ισότοπα είναι το 99mTc. Είναι ένα τεχνητό στοιχείο που δίνει μονοενεργητική ακτινοβολεία γ στα 140 keV. Μόνο 10% της ενέργειας είναι μη διεισδυτική. Το ισότοπο γίνεται στο νοσοκομείο από την μετάπτωση του γονέα μορίου: 99Μο το οποίο με σειρά του γίνεται από 98Μο+n ® 99Mo+γ, μετά το 99Μο γίνεται 99Tc. Το 99Μο μπορεί να είναι και υποπροϊόν σχάσης U. To Tc δίνεται στα νοσοκομεία μέσα από έναν “παραγωγό” (αγελάδα) που αναπτύχθηκε το 1957 στα Brookhaven Nat. Labs.
Το 99Μο απορροφάται από υπόστρωμα αλουμίνας σαν ΜοΟ4=. Από εκεί μπορούμε να έχουμε 200-2000 mCi 99Μο. Το υλικό είναι υπό μορφή διαλύματος σε φυσιολογικό ορό. Ετσι μεταφέρεται στο νοσοκομείο και κάθε μέρα συλλέγεται το 99Τc που δημιουργείται σιγά-σιγά. Ενας “παραγωγός” διαρκεί μια εβδομάδα.
Σε αυτό το σημείο το 99mTc είναι (NaTcO4), πρέπει να ελεγχθεί αν υπάρχει ακόμα 99Μο {< 1μCi 99Mo ανά mCi 99Tc} με χημικό τρόπο.
Μετά πρέπει να ελεγχθεί το ποσοστό αλουμίνας χημικά και άλλες ραδιενεργές ακαθαρσίες {< 0.5μCi/1mCi99Tc}. Το pH πρέπει να είναι μεταξύ 4.5 και 7.5. Τέλος πρέπει να είναι αποστειρομένο και ελεύθερο πυρογόνων.
Ανάλογα με την χρήση πρέπει να συνδιαστεί με μια ουσία που έχει τις κατάλληλες βιολογικές ιδιότητες (phosphate, albumin, FeCl3) π.χ. για albumin : 30 mCi Tc σε 4-10 ml φυσ. ορό αναμειγνύεται με τις μικροσφαίρες albumin και έτσι έχουμε για έναν ενήλικα : 1-4 mCi σε 0.5-2 mg μικροσφαιρών.
Συνήθως προηγούνται πολλές μελέτες με πειραματόζωα όπου το φάρμακο εισάγεται και μετά από ένα χρον. διάστημα το ζώο θυσιάζεται και η ακτινοβολία από διάφορα όργανα μετριέται.