Produção de Radioisotopos

Prévia do material em texto

Produção de Radioisótopos artificiais e de 
Substâncias Marcadas
2
Isótopos
- Se denomina Isótopos: do grego isos = mesmo e
tópos = lugar.
- Então dois átomos do mesmo elemento químico com
números de massa (A) diferentes e números atômicos
(Z) iguais.
- A diferença se encontra no número de nêutrons.
Motivo pelo qual apresentam propriedades físicas
diferentes, mas comportamentos químicos
semelhantes.
3
Radioisótopo
- Se referem a Isótopos que
emitem radiação, ou seja, Isótopos
radioativos.
- Substâncias que emitem
radiação, utilizados no seu estado
livre (não marcado) para a
obtenção de imagens;
- A radiação presente nelas pode
ser natural ou artificial.
4
Radioisótopo
- É a radioatividade que existe de maneira natural sem
necessidade de modificação pelo homem.
- Provenientes de materiais radioativos existentes: primitivo.
- Materiais radioativos gerados: Cosmogênicos.
• Natural
- Isótopo produzido pelo homem em alguma reação nuclear 
realizada em laboratório. Mas este isótopo seguira todas as leis 
estudadas para uma radioatividade natural.
• Artificial
Radioatividade
5
Radioatividade
- A maioria dos materiais radioativos encontrados (radioisótopos) na
natureza tem meias-vidas relativamente longas.
- Estes elementos também não são bons para o uso em seres humanos.
- Em consequência as aplicações médicas requerem geralmente o uso
dos radioisótopos que são produzidos artificialmente.
Histórico
- Radioisótopos: primeiras descobertas
em 1934 por Iréne Curie e Fréderic
Joliot (bombardeamento de partículas
alfa no alumínio).
- Descobriram a emissão de
radioatividade pelo fósforo 30 e na
transmutação do alumínio.
- Iréne faleceu em 1956 de leucemia, e
foi vitima de longa exposição a
radiação e Frederic faleceu em 1958.
Aplicação na Medicina
• É comum o uso de radioisótopos
artificiais;
• A partir da aplicação transmitem
informações que permitem o
mapeamento de órgãos.
• Uso:
• Tratamentos;
• Diagnóstico;
• Detecção de drogas e hormônios;
• Lesões;
• Produção de imagens;
• Tumores;
• Entre outros.
- Principalmente para o controle do
câncer.
- A radiação percorre o corpo do
paciente atingindo os tumores
malignos.
*Maior tempo de exposição e alta
dose dirigida a região de
tratamento.
Medicina Nuclear
PET: Pósitron Emission Tomography 
– Injeção de um radioisótopo emissor de pósitron, que é ligado a uma molécula que tem
afinidade com o órgão que será analisado (normalmente é o Flúor – 18 ½ vida = 108 min.)
– A emissão de ondas eletromagnéticas dos pósitrons que colidem com elétrons serão
detectadas por detectores de radiação.
– Possível detectar se a lesão é benigna ou maligna.
Medicina Nuclear
Outros Exemplos
Tempo de ½ Vida
- Tempo que o átomo leva para se desintegrar.
- Como calcular?
n = é o n° de átomos radioativos após um período de 
½ vida.
x = é o n° inicial de átomos radioativos.
t = período de ½ vida. Termo geral: n=x/2ᵗ
Tempo de ½ Vida
Produção de Radioisótopos 
Artificiais a partir de Cíclotrons
Cíclotrons
1° Cíclotrons de alta energia, inventado em 1929 por Ernest Lawrence ,
na Universidade da Califórnia em Berkeley.
Cíclotrons
- Utilizado durante a guerra, produção de combustível para bombas nucleares:
Urânio - 235 e o Plutônio.
- Em 1937 um cíclotron já era utilizado com utilidade médica: Iodo - I131;
- Desenvolvimento de Radioisótopos de aplicação médica: Césio-137, Cobalto-
57, Cobalto-60, Iodo-131, Ferro-55, Ferro-59, Tecnécio-99m e Zinco-65.
- Ferramenta essencial para a medicina nuclear, base do desenvolvimento de
métodos de obtenção de imagens por radiatividade.
Cíclotrons
• Equipamento capaz de produzir
radioisótopos (elementos
químicos radioativos)
necessários para a obtenção de
imagens funcionais.
• É possível produzir substâncias 
como:
• Carbono – 11
• Oxigênio – 15
• Flúor – 18.
Um cíclotron para síntese de radioisótopos
Cíclotrons
O IPEN (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares)
possui estes equipamentos para produzir os
radioisótopos utilizados em medicina nuclear aqui no
Brasil.
Aplicações de Cíclotrons
- As aplicações de cíclotrons: pesquisas fundamentais em
física até a produção de radioisótopos para uso medico e
industrial
A produção de radioisótopos para uso em
medicina é um dos negócios mais lucrativos
envolvendo cíclotrons.
Aplicações de Cíclotrons
- Dentro de um campo magnético tem duas placas chamadas de D1 e D2 conectadas a uma
fonte elétrica que periodicamente trocam a polaridade.
- Quando um Próton esta no centro das placas é atraído a placa D2, a qual é negativa, e ao
entrar nessa placa com o campo magnético atuando sobre a partícula, produz um
movimento circular.
- Quando o Próton sai da placa, a polaridade destas mudam e D1 se carrega negativamente.
- O processo se repete varias vezes, formando uma orbita espiral com radiação crescente
ate que a partícula sai acelerada pronta para produzir os radioisótopos.
Produção de Radioisótopos Artificiais 
a partir de Geradores
Geradores
• Este método é usado
extensamente produzir
determinados radioisótopos de
vida curta em hospitais ou em
clínicas.
• Este processo envolve obter, a
partir da desintegração de um
radioisótopo de vida relativamente
longa, um radioisótopo de
interesse com meia-vida curta.
Geradores 
• O exemplo mais comum é o da
obtenção do ⁹⁹ᵐTc, o
radioisótopo mais extensamente
usado na medicina nuclear hoje.
• Este radioisótopo tem uma ½ de
6 hs que é bem indicada para a
utilização no próprio lugar de
obtenção.
Geradores
Tecnécio99m
- Após a 2° Guerra Mundial, batizado como tecnécio (nome
vem do adjetivo grego technetos ou artificial.
- O primeiro elemento químico preparado artificialmente.
O elemento de Z = 43, que ficava entre o manganês e o
rênio.
Descoberto em 1937 por
Carlo Perrie e Emilio Gino
Segrè.
Geradores
Tecnécio99m
- É um radioisótopo que apresenta características 
físicas ideais para utilização em Medicina Nuclear 
Diagnóstica: 
• É mono-emissor gama de baixa energia (140 keV).
- Possui tempo de meia-vida físico relativamente 
curto (6,02 h) ou seja, a cada intervalo de 6,02 h a 
atividade de uma amostra de tecnécio-99m decai 
pela metade),
- E não emite radiação do tipo particulada (α ou β).
Geradores
Tecnécio99m
- Que, por sua vez, desintegram-se por emissão de radiação gama
para originar o ⁹⁹ᵐTc .
- Cerca de 87,5% dos átomos de 99Mo de uma amostra desintegram-se
por emissão de radiação β e originam núcleos de 99mTc;
- O ⁹⁹ᵐTc é produto do decaimento radioativo do molibdênio- 99.
GeradoresTecnécio99m
- O fato do tempo de ½ físico do pai (⁹⁹Mo) é cerca de dez vezes maior que o do
filho (⁹⁹ᵐTc).
- Esse equilíbrio possibilita a fabricação do sistema gerador de radioisótopo de
99Mo - 99mTc
- Instalação nuclear fornece o radioisótopo ⁹⁹Mo que decai para ⁹⁹ᵐTc com uma ½
de aproximadamente 2,75 dias.
- Neste processo o ⁹⁹Mo é chamado de radioisótopo pai e o ⁹⁹ᵐTc é chamado de
radioisótopo filho
GeradoresTecnécio99m
- O gerador é o dispositivo que faz o processo de decaimento radioativo: separação dos
radioisótopos pais dos filhos.
- Note que o nome não expressa a realidade do fenômeno. Este tipo de dispositivo é
apenas um separador químico de elementos radioativos, nada é realmente gerado no
dispositivo.
GeradoresTecnécio99m
O gerador 99Mo/99mTc é um sistema composto por uma coluna
cromatográfica empacotada com óxido de alumínio (Al2O3), onde
é depositado o molibdato (99MoO4
2- ), o qual decai a 99mTcO4
-
Geradores
Tecnécio99m
Geradores
Tecnécio99m
- O processo em que uma solução é colocada em um gerador de
radioisótopos para passar por uma coluna,devido à diferença de
pressão entre dois pontos desta coluna, visando a retirada do
radioisótopo de interesse é chamado de eluição.
- Um frasco com uma solução salina (eluente) é colocada na parte
superior esquerda e na parte superior direita um frasco embalado a
vácuo é inserido.
- A diferença de pressão faz com que a solução se desloque para o 
frasco da direita, passando pela coluna.
- A alumina “segura” o molibdênio, deixando apenas o tecnécio ser
levado para o frasco da direita. No frasco da direita, a solução
constante no frasco, o 99mTcO4 (pertecnetato de sódio), é chamada de
eluato.
Geradores
Tecnécio99m
GeradoresA Eluição
99Mo 99mTc.
- A retirada do 99mTc. Se dá com o uso de uma solução salina e um tubo
de vácuo no gerador.
- O tecnécio sai como o pertecnetatto 99mTcO4
-
Geradores
Tecnécio99m
• Gerando forma química apropriada para ser
combinada com um fármaco para produzir
os radiofármacos.
• A grande vantagem destes geradores é que
são relativamente pequenos e podem ser
transportados para clínicas e hospitais.
• Depois que o processo de decaimento do
radioisótopo pai não fornecer mais
radioisótopos filhos suficientes o gerador é
trocado por outro com maior
radioatividade.
Radiofármaco
Radiofármaco = Radioisótopo + Fármaco.
• Cada radiofármaco é especifico para um
determinado exame (radiodiagnóstico).
Um radioisótopo, sozinho,
não realiza o exame. É
necessário marcar um
fármaco (droga) para
realiza-lo.
Na frança, são
realizados 409 tipos
de diferentes exames
em cintilografia.
Radiofármaco
Radiofármaco
Marcação
Radiofármaco
Em seguida, o profissional
retira a dose de cada
paciente com o auxilio de
uma seringa.
Depois é encaminhado para
o calibrador para medir a
quantidade do produto que
será aplicado.
Radiofármaco
Calibrador de Dose (Curiomêtro)
Função
• Medir a atividade 
dos 
radiofármacos, 
antes da 
administração ao 
paciente.
Garantia 
• Dose correta
Radiofármacos
Exemplos
131I- MIBG (Metaiodobenzilguanidina)
- Solução límpida, incolor e injetável,
- Concentração radioativa de 100 a 800 MBq/mL.
- Utilizado na terapia de tumores da supra-renal,
neuroblastomas e feocromocitomas.
131I – Hippuran (o-iodo-hipurato de
sódio).
- Solução límpida, incolor e injetável;
- Concentração radioativa de 37 MBq/mL;
- Utilizado no estudo da função renal.
153 Sm – EDTMP (ácido
etilenodiaminotetrametilfosfônico).
- Solução límpida, levemente amarela e
injetável;
- Concentração radioativa de 1000 a 1300
MBq/mL;
- Utilizado em terapia como paliativo da
dor causado por metástases ósseas.
51Cr – SAH (Soro Albumina Humano)
- Solução límpida, cor levemente
amarelada e injetável;
- Concentração radioativa de 37 MBq/mL;
- Utilizado no estudo da perda da proteína
gastrointestinal.
Exame
- Administração do Radiofármaco: em geral,
endovenosa, mas também pode ser
ingerido ou inalado. São raros efeitos
colaterais ou alérgicos (Obs: gravidez).
- Geração de imagens: o paciente é
posicionado na gama-câmara. Pode ser
necessário se esperar horas ou até dias.
- Análise das imagens: feita por um médico
especialista, que emite um laudo.
Exame Geral
Gama-Câmara
Radio sensibilidade dos Tecidos
Alguns tecidos são mais radio sensíveis
comparado a outros e isto deve ser
levado em conta nos exames a serem
realizados pela técnica da Cintilografia.
Exemplos de Imagens
Tireoide 
IODO - 131
Exemplos de Imagens
Exemplos de Imagens
Tratando Metástase
¹³¹I
A- 3GBq
B- 5,5GBq
C- 14GBq 
Tempo de ½ Vida
- Tempo que o átomo leva para se desintegrar.
- Como calcular?
n = é o n° de átomos radioativos após um período de ½ vida.
x = é o n° inicial de átomos radioativos.
t = período de ½ vida. Termo geral:
-Exemplo: um elemento radioativo possui hoje 64 átomos
radioativos. Sabendo que seu período de ½ vida é de 15 dias,
quantos átomos radioativos ele terá no final de 3 meses.
n=x/2ᵗ 
OBRIGADO!!
alemansu_22@yahoo.com.br
amfcarneiro@usp.br