Generador de tecnecio-99m

Un generador de tecnecio-99m, o coloquialmente una vaca de tecnecio o una vaca de molibdeno, es un dispositivo que se utiliza para extraer el isótopo metaestable 99mTc de tecnecio de una muestra en descomposición de molibdeno-99. ⁹⁹Mo tiene una vida media de 66 horas y puede transportarse fácilmente a largas distancias hasta hospitales donde se encuentra su producto de descomposición, el tecnecio-99m (con una vida media de sólo 6 horas, inconveniente para el transporte). extraído y utilizado para una variedad de procedimientos de diagnóstico de medicina nuclear, donde su corta vida media es muy útil.

Fuente de isótopos original

⁹⁹Mo se puede obtener mediante la activación neutrónica (reacción n,γ) de ⁹⁸Mo en un reactor de alto flujo de neutrones. Sin embargo, el método más utilizado es la fisión del uranio-235 en un reactor nuclear. Si bien la mayoría de los reactores actualmente dedicados a la producción de ⁹⁹Mo utilizan objetivos de uranio-235 altamente enriquecido, las preocupaciones sobre la proliferación han llevado a algunos productores a hacer la transición a objetivos de uranio poco enriquecido. El objetivo se irradia con neutrones para formar ⁹⁹Mo como producto de fisión (con un rendimiento del 6,1%). Luego, el molibdeno-99 se separa del uranio que no ha reaccionado y otros productos de fisión en una celda caliente.

Invención e historia del generador

^99mTc siguió siendo una curiosidad científica hasta la década de 1950, cuando Powell Richards se dio cuenta del potencial del tecnecio-99m como radiotrazador médico y promovió su uso entre la comunidad médica. Mientras Richards estaba a cargo de la producción de radioisótopos en la División Hot Lab del Laboratorio Nacional de Brookhaven, Walter Tucker y Margaret Greene trabajaban en cómo mejorar la pureza del proceso de separación del producto hijo eluido de corta duración yodo-132 del telurio-132. , su padre de 3,2 días, producido en el reactor de investigación de grafito Brookhaven. Detectaron una traza de contaminante que resultó ser ^99mTc, que provenía del ⁹⁹Mo y seguía al teluro en la química del proceso de separación de otros productos de fisión. Basándose en las similitudes entre la química del par padre-hija telurio-yodo, Tucker y Greene desarrollaron el primer generador de tecnecio-99m en 1958. No fue hasta 1960 que Richards se convirtió en el primero en sugerir la idea de utilizar el tecnecio como medicamento. trazador.

Función y mecanismo del generador

La corta vida media del tecnecio-99m, de 6 horas, hace imposible el almacenamiento a largo plazo. El transporte de ^99mTc desde el número limitado de sitios de producción a las radiofarmacias (para la fabricación de radiofármacos específicos) y otros usuarios finales se complicaría por la necesidad de producir un exceso significativo para tener suficiente actividad restante después de largos viajes. En cambio, el nucleido original de vida más larga ⁹⁹Mo puede suministrarse a las radiofamacias en un generador, después de su extracción de los objetivos de uranio irradiados con neutrones y su purificación en instalaciones de procesamiento específicas. Las radiofarmacias pueden ser instalaciones hospitalarias o independientes y, en muchos casos, posteriormente distribuirán radiofármacos de ^99mTc a los departamentos regionales de medicina nuclear. El desarrollo de la producción directa de ^99mTc, sin producir primero el ⁹⁹Mo principal, impide el uso de generadores; sin embargo, esto es poco común y requiere instalaciones de producción adecuadas cerca de las radiofarmacias.

Producción

Los generadores proporcionan protección contra la radiación para el transporte y minimizan el trabajo de extracción realizado en el centro médico. Una tasa de dosis típica a 1 metro del generador de ^99mTc es de 20 a 50 μSv/h durante el transporte.

Estos generadores' la producción disminuye con el tiempo y debe reemplazarse semanalmente, ya que la vida media del ⁹⁹Mo sigue siendo de sólo 66 horas. Dado que la vida media del nucleido original (⁹⁹Mo) es mucho más larga que la del nucleido hijo (^99mTc), el 50% de la actividad de equilibrio se alcanza en un plazo de un año. vida media hija, 75% dentro de dos vidas medias hijas. Por lo tanto, retirar el nucleido hijo (proceso de elución) del generador ("ordeñar" la vaca) se realiza razonablemente cada 6 horas en un ⁹⁹Mo/^99m. Generador de Tc.

Separación

La mayoría de los generadores comerciales de ⁹⁹Mo/^99mTc utilizan cromatografía en columna, en la que ⁹⁹Mo en forma de molibdato, MoO ₄²⁻ se adsorbe sobre alúmina ácida (Al₂O₃). Cuando el Mo-99 se desintegra, forma pertecnetato TcO₄^-, que, debido a su carga única, está menos unido a la alúmina. Al verter una solución salina normal a través de la columna de ⁹⁹Mo inmovilizado, se eluye el ^99mTc soluble, lo que da como resultado una solución salina que contiene el ^99mTc como pertecnetato. con sodio como contraión.

La solución de pertecnetato de sodio luego se puede agregar en una concentración adecuada al kit farmacéutico que se utilizará, o se puede usar pertecnetato de sodio directamente sin etiquetado farmacéutico para procedimientos específicos que requieren solo ^99mTcO₄^- como radiofármaco primario. Un gran porcentaje del ^99mTc generado por un generador de ⁹⁹Mo/^99mTc se produce en las tres primeras vidas medias principales, o aproximadamente una semana. Por lo tanto, las unidades clínicas de medicina nuclear compran al menos un generador de este tipo por semana o solicitan varios de forma escalonada.

Relación isomérica

Cuando el generador no se utiliza, ⁹⁹Mo decae a ^99mTc, que a su vez decae a ⁹⁹Tc. La vida media del ⁹⁹Tc es mucho más larga que la de su isómero metaestable, por lo que la proporción entre ⁹⁹Tc y ^99mTc aumenta con el tiempo. Ambos isómeros se llevan a cabo mediante el proceso de elución y reaccionan igualmente bien con el ligando, pero el ⁹⁹Tc es una impureza inútil para la obtención de imágenes (y no se puede separar).

El generador se lava de ⁹⁹Tc y ^99mTc al final del proceso de fabricación del generador, pero la relación ⁹⁹Tc a ^99mTc entonces se acumula de nuevo durante el transporte o cualquier otro período cuando el generador se deja sin usar. Las primeras pocas eluciones tendrán menor eficacia debido a esta elevada proporción.