Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Radioisótopos Aplicados à Farmácia Natalia Petry Sumário Introdução à física nuclear ......................................... 1 Reações nucleares e desintegrações radioativas ........ 3 Desintegração radioativa ........................................... 5 Interações da radiação com a matéria e efeitos biológicos das radiações ionizantes ............................ 6 Medidas da radioatividade ......................................... 9 Produção de Radioisótopos ...................................... 10 Radiofármacos ......................................................... 11 Aplicações e Mecanismo de ação dos Radiofármacos ................................................................................ 15 Legislação dos Radiofármacos .................................. 18 Irradiação dos alimentos .......................................... 18 Irradiação de medicamentos, drogas vegetais, cosméticos e outros produtos da área de saúde ....... 21 Radioimunoensaios .................................................. 21 Proteção e segurança radiológica ............................. 23 Introdução à física nuclear Histórico 1896 – Descoberta da atividade de sais de urânio. Em um experimento uma chapa fotográfica recebe uma espécie de energia espontaneamente de sais de urânio. 1898 – Marie Curie estudou a atividade de sais de urânio em outros materiais. Descoberta do elemento rádio e polônio a partir do minério pechblenda. 1910 – Ernest Rutterfort identifica natureza das radiações, criando o modelo planetário do átomo. 1913 – A radiação começa a ser utilizada para o tratamento de várias doenças. Diminuição de tumores com o rádio para o tratamento de câncer. 1920 a 1940 – Irene Curie descobre formas de produzir átomos radioativos, dentre estes o ³²P utilizado para tratar leucemia, e o radioativo utilizado em estudos fisiológicos da tireoide. Surgimento dos primeiros cíclotrons (aceleradores de partículas para produzir isótopos artificiais). 1941 – ¹³¹I começa a ser utilizado para tratar doenças da tireoide. 1942 – Primeira reação em cadeia no Projeto Manhattan para produção de bombas atômicas. 1945 – Primeiro teste nuclear no Novo México, segundo teste nuclear Hiroshima “Little Boy”, terceiro teste nuclear em Nagasaki “fat man”. 1950 - Utilização de radiofármacos, desenvolvimento do gerador de TC, e surgimento da gama-câmara. Anos 60 – Utilização de radioisótopos para diagnóstico. Surgimento de técnicas de imagens. Anos 70 – Aumento da especificidade diagnóstica, surgimento da medicina nuclear como especialidade. Anos 80 até o momento – Radiofármacos mais específicos, técnicas de imagem com excelente resolução e novas modalidades terapêuticas. Aplicações dos radioisótopos Esterilização e descontaminação. Produção de radiofármacos Núcleo Atômico, Notação e Forças Nucleares. Modelos Atômicos A palavra átomo foi utilizada pela primeira vez por Demócrito que acreditava que tais partículas eram indivisíveis e apresentava a menor porção da matéria possível. 2 Natalia Petry Dalton (1803) – Propôs o modelo “bola de bilhar”, onde a matéria formada por partículas pequenas chamadas de átomos, esferas maciças indestrutíveis e intransformáveis. Átomos que possuem mesmas propriedades (tamanho, massa e forma) constituem o mesmo elemento químico. Thompson (1887) – Proposta do modelo pudim de passas, o átomo seria uma esfera maciça e positiva com as cargas negativas distribuídas ao acaso na esfera, com quantidade de cargas e positivas seriam iguais. Rutherford (1911) – Proposta do modelo planetário a partir do experimento no qual o cientista bombardeou uma fina lâmina de ouro, com partículas alfa emitidas pelo polônio, para a visualização do desvio das partículas provocado pelo choque com cargas positivas. A maioria das partículas alfa passava pela lâmina sem sofrer desvios (eletrosfera), outras não atravessavam por encontrar barreiras (núcleo), e algumas sofrem desvios pela lâmina de ouro apresentar regiões com a mesma carga (núcleo positivo). Rutherford não conseguiu explicar como os átomos eram estáveis. Niels Bohr (1885-1962) – Elétrons descrevem 1ºórbitas circulares estacionárias ao redor do núcleo, sem emitirem nem absorverem energia (camadas de valência); 2º Fornecendo energia elétrica ao átomo, um ou mais elétrons absorvem energia e saltam para níveis mais afastados do núcleo, ao retornarem devolvem a energia recebida em forma de luz. James Chadwick (1932) – Descoberta de nêutrons no núcleo, e que o número de prótons é igual o número de elétrons. Heisenberg – O princípio da incerteza de Heisenberg diz que é impossível determinar com precisão a posição e a velocidade de um elétron no mesmo instante, apenas o orbital que é a região onde é mais provável de encontrar um elétron. O átomo O átomo é a menor entidade constituinte da matéria que preserva suas propriedades químicas. Os elétrons com carga negativa giram em torno de um núcleo carregado positivamente. Este núcleo é formado por nucléons (prótons + nêutrons) unidos por forças nucleares. Número atômico (Z): Número de prótons (p) no núcleo. Número de massa (A): Numero de prótons (p) + Número de nêutrons (n) IsóbAros: átomos com massa (A) igual, mas número atômico (Z) diferente. IsótoNos: átomos com número de nêutrons (N) igual, mas número atômico (Z) e número de massa (A) diferente. IsótoPos/ Nuclídeos: número de prótons (P/ Z) igual, mas massa (A) diferente. É o mesmo elemento químico. A massa atômica é a massa em relação ao carbono-12 (1/12 da massa do Carbono-12), e 3 Natalia Petry é a medida ponderada da massa dos seus isótopos estáveis. A massa do próton é 1,0073u e do nêutron 1,0087 nêutrons, porém quando calculamos a massa experimentalmente ela é menor do que a massa calculada a partir do número de prótons e nêutrons, este fato se deve à parte da massa convertida em energia, esta é desprendida para manter os prótons e nêutrons unidos no núcleo, isto se chama defeito de massa. As energias usadas para manter prótons e nêutrons as forças nucleares fortes, porém estas possuem alcance finito, devido a isso não existem isótopos estáveis com número atômico maior de 82. Todos os radionuclídeos possuem algum motivo para a instabilidade nuclear, um desses motivos é o elevado número atômico (Z > 82), outro motivo seria a relação nêutron-próton, quanto maior o número de prótons mais nêutrons o átomo tem com relação ao número de prótons, quando a relação de nêutrons-prótons é muito diferente de 1 o nuclídeo é instável. Radioatividade Fenômeno natural ou artificial pelo qual substâncias ou elementos são capazes de emitir radiações, de modo a tentar estabilizar o núcleo. Ao processo de emissão de radiação dá-se o nome de decaimento ou desintegração radioativa. O radioisótopo em decaimento é denominado PAI e o isótopo produzido é denominado FILHO. Reações nucleares e desintegrações radioativas Tipos de reações nucleares 1. Fissão espontânea 2. Desintegração alfa 3. Transformações isobáricas: desintegração beta negativa, desintegração beta positiva, captura eletrônica. 4. Emissão gama 5. Conversão interna e elétrons Auger Fissão nuclear Separação do núcleo em partes menores. Um átomo sempre se transformará em dois átomos e haverá emissão concomitante de nêutrons. Pode ser espontânea (núcleo se divide sem receber estímulo externo) ou induzida (ocorre principalmente por bombardeamento de nêutrons). Durante a fissão ocorre a emissão de dois a três nêutrons de alta energia (~1,5MeV) para atingir outro núcleo de átomo e levar a subsequente fissão nuclear. Cada átomoque sofre fissão nuclear libera ~198MeV. 4 Natalia Petry A fissão nuclear espontânea ocorre em isótopos com elevado número atômico. A formação de isótopos depende de onde o nêutron atinge o núcleo, e não é previsível. Enriquecimento do Urânio – Separação do U235 (Isótopo com 1% de prevalência e combustível para energia nuclear, quando bombardeado com nêutrons sofre fissão nuclear) e U238 (quando bombardeado com nêutrons não sofre fissão nuclear, apenas se transforma em U239, o qual decairá por emissão alfa não gerando reação em cadeia, 90% prevalência na natureza). Desintegração alfa A partícula alfa é emitida pelo núcleo de um átomo, e composta por dois prótons e dois nêutrons. Em geral os átomos emitem a partícula alfa quando possuem muitos núcleons. Qa= Energia que havia em excesso no núcleo. Ea= Energia da radiação alfa Qa-Ea = Energia de recuo Existem isótopos que não são alfa emissores puros, e após emitires radiação alfa formam isótopos filhos com excesso de energia no núcleo, para dissipar este excesso de energia o átomo libera radiação gama. Transformações isobáricas O isótopo pai e o isótopo filho possui o mesmo número de massa, apesar de ocorrer emissão de radiação. Desintegração beta (negativa) – Emissão de uma partícula beta pelo núcleo. A partícula beta também é chamada de negatron, pois possui a mesma carga e massa de um elétron, o núcleo costuma emiti-la quando há excesso de nêutrons em relação a prótons. Um nêutron pode utilizar a energia do núcleo do átomo para se transformar em um próton, quando isso ocorre é emitida uma partícula beta e um antineutrino (partícula não reativa). O número de massa na desintegração beta se mantém porque a saída de um nêutron precede a entrada de um próton. Como a partícula beta é muito menor do que a alfa não há recuo do átomo. Os átomos podem ser beta-emissores puros e beta- gama emissores. Desintegração beta positiva – Ocorre quando há excesso de prótons com 5 Natalia Petry relação a nêutrons, devido a isso, o núcleo transforma um próton em um nêutron e há emissão de uma partícula beta positiva (pósitron – possui a mesma massa de um elétron, porém tem a carga positiva) e um antineutrino. A partícula beta positiva é instável o suficiente para aniquilar-se com o primeiro elétron que encontrar, de modo a emitir radiação gama em sentidos opostos (511keV). Captura eletrônica – Ocorre quando há excesso de prótons em relação aos nêutrons, e o núcleo não tem energia o suficiente para transformar um próton em nêutron. O núcleo instável atrai um elétron para tornar possível a transformação de próton em nêutron. Nessa transformação não há emissão de partícula, apenas de radiação gama do núcleo. Emissão gama - transição isomérica Isótopos isômeros variam somente no nível de energia do núcleo mesmo tendo o mesmo número de prótons e nêutrons, para emitir o excesso de energia do núcleo o isótopo emite radiação gama. A radiação gama possui maior energia e menor comprimento de onda que a alfa e beta, ficando atrás somente da radiação cósmica. A emissão gama pode ocorrer após as desintegrações alfa ou beta, após a aniquilação da matéria (pósitron emitido do núcleo encontra um elétron e emitem radiações gamas em direções opostas), e pela reacomodação de um núcleo metaestável (m - núcleo com excesso de energia). Na desintegração gama o isótopo filho possui a mesma massa e número de prótons do isótopo pai. Tabela 1 Características das radiações Massa Carga Velocidade Alfa 4u +2 ~5-10% c Beta =e -1 ~90%c Beta + =e +1 Gama 0 0 ~c Emissão de nêutrons ou prótons Em isótopos com muito excesso de nêutrons ou prótons no núcleo, é possível que ocorra emissão direta do nêutron ou próton sem emissão concomitante de radiação. Conversão interna e elétrons Auger A radiação gama pode atingir o elétron do próprio átomo, quando isso corre o átomo ejeta o elétron, e, como consequência haverá o rearranjo de elétrons e emissão de raios-X. Desintegração radioativa Classificação das radiações Quanto à origem – Nucleares e não nucleares Quanto à natureza – corpuscular (com massa – alfa e beta) e eletromagnética (sem massa – gama). 6 Natalia Petry Quanto ao efeito – Ionizantes (capazes de arrancar elétrons de outros átomos para formar íons: alfa, beta, gama e raios-X) e não ionizantes. Origem Natureza Efeito Alfa Nuclear Corpuscular Ionizante Beta Nuclear Corpuscular Ionizante Gama Nuclear Eletromagnética Ionizante Raios-X Não Nuclear Eletromagnética Ionizante Leis da desintegração radioativa Processo randômico Atividade = Número de desintegrações / t t (s) = Bequerel (Bq) Número de desintegrações de 1g do Ra- 226/s = Curie 1 Curie (Ci) = 37 x 10^9 Bq Tempo de ½ vida de um radionuclídeo: tempo decorrido para a atividade de uma amostra ser a metade da atividade inicial. O t ½ é característica para cada radioisótopo devido a constante de desintegração. T ½ = ln2/ constante de desintegração Constante de desintegração = ln2/ t ½ Atividade = constante de desintegração x N (número de átomos) Para relacionar a atividade no tempo 0 e atividade depois de decorrido certo tempo: A= A0 e^-constante de desintegraçãoxtempo decorrido (não precisa transformar Ci em Bq) Tempo decorrido = ln (a0/a)/ constante Famílias radioativas: série de desintegração radioativa natural é o conjunto de elementos com núcleos instáveis, que segue uma sequência ordenada de desintegrações espontâneas, isto é, emitem partículas alfa e beta, até que se origine um núcleo estável de chumbo. As famílias estão em equilíbrio secular e demoram milhares de anos pra se desintegrarem. Existem três grandes famílias radioativas naturais: É possível produzir famílias radioativas artificias a partir de reatores nucleares e aceleradores de partículas. Um dos radioisótopos produzidos artificialmente é o Iodo-131, que é de grande importância para a iodoterapia. Interações da radiação com a matéria e efeitos biológicos das radiações ionizantes As radiações são ondas eletromagnéticas ou partículas que se propagam com alta velocidade e, portanto alta energia, 7 Natalia Petry eventualmente carga elétrica e magnética, e que, ao interagir com a matéria resultam na transferência de energia para os átomos e moléculas que estejam em sua trajetória. Partículas eletricamente carregadas: alfa, beta e pósitrons. O alcance depende da massa, carga, densidade e energia. O poder de ionização de alfa é maior do que o poder de ionização de beta, mas o alcance na matéria é menor. À medida que as partículas eletricamente carregadas interagem com a matéria elas perdem energia (atenuação). Radiação eletromagnética: gama, raios-X. Interagem com a matéria podendo gerar elétron secundário, que pode ter comportamento igual à radiação beta (efeito fotoelétrico). Quanto atinge a matéria o fóton pode atingir um elétron, doar parte da energia, arranca-lo do átomo, continuando a trajetória com menor energia (efeito Compton). Também é possível que quando o fóton atingir o elétron, este se aniquile com outro elétron formando radiação gama (produção de pares). O efeito depende do número atômico do átomo que recebe o fóton, e da energia do fóton. Energias menores tendem ao efeito fotoelétrico, quantidade média de energia ao efeito Compton, e energias elevadas levam à produção de pares. Partículas alfa A partícula alfa é grande e relativamente lenta comparada com as outras radiações. Como ela possui carga +2, quando perto de um átomo ela transfere parte da energia para um elétron e ejeta-o do átomo formandoum íon. Em determinado momento a energia da partícula alfa é baixa e ela forma um átomo de Hélio e pausa a sua trajetória linear. O poder de ionização da partícula alfa aumenta conforme ela diminui sua velocidade, até que ela atinja seu poder máximo (pico de Bragg) e cesse sua energia, fenômeno também chamado de Continuous slowing-down approximation. Radiação beta Possui a massa e carga de um elétron, quando ela incide em um átomo ela doa parte da sua energia e ejeta o elétron do átomo ionizando- o. No momento que a partícula beta doa energia ela sofre um desvio, logo, diferente da radiação alfa sua trajetória não é linear. Quando a partícula beta passa próxima ao núcleo de átomos de elevado número átomo não é capturada, mas sofre atração, levando ao desvio e perda de energia que é emitida na forma de raios-X, esse fenômeno se chama bremsstrahlung e é utilizado nos equipamentos de raios-X. Efeitos biológicos da radiação ionizante Acentuada perda de cabelo em médicos que haviam radiografado seus crânios. 1896 – Observou-se que a exposição ao campo de radiação causava avermelhamento da pele, inchaço dos tecidos devido ao acúmulo de fluídos e perda de pelos. 1896 – reportagens sobre o aparecimento de queimaduras na pele exposta aos raios- X. Elihu Thomson expôs seu dedo mínimo esquerdo durante meia hora aos raios-X. Em uma semana começou a sentir dores e notou uma inflamação com bolhas. 1911 – Registro de 94 casos de tumor gerados por radiação. 1922 – 100 radiologistas haviam morrido por câncer radio induzido. 8 Natalia Petry Estatísticas demonstraram a redução do tempo de vida dos radiologistas. Estudos com sobreviventes das bombas atômicas. A extensão dos danos causados depende do tipo de radiação, tempo de exposição, forma de exposição, órgão irradiado e do intervalo entre radiações. Estágios da ação da radiação 1. Estágio físico: 10^-15s Deposição de energia nos compostos, excitação e absorção de energia. 2. Estágio físico-químico: 10^-14s Quebra de ligações, transferência de íons ou formação de radicais livres. 3. Estágio químico: poucos segundos Reação dos radicais livres, formação de produtos (estáveis ou tóxicos), dano ao RNA e DNA, inativação de enzimas, peroxidação de lipídios, dano às biomoléculas, ionização, formação de novas ligações químicas. Ação indireta: Radiólise da água: formação de espécies altamente reativas, como peróxido e radicais livres, que podem reagir com outras estruturas da célula para danifica-las. Ação direta: Radiação atinge diretamente a molécula de DNA, dependendo da extensão do dano o DNA pode ser reparado ou mutado. Quando a radiação atinge diretamente o RNA e enzimas pode ocorrer perda energética e erro nas sequencia dos nucleotídeos. Danos por radiação em proteínas da membrana poderá ocorrer perda de função, anemia falciforme, alterações em canais de íons, danos em receptores e proteínas mitocondriais. 4. Estágio biológico: dias, semanas ou anos “mal invisível”. Reações secundárias continuam; interrupção de reações bioquímicas; diminuição da mitose; rompimento da membrana celular; sinais da exposição (queimaduras, inchaço e câncer); Após a exposição à radiação não é possível interromper os 4 estágios. Os efeitos da radiação podem ser somáticos, como por exemplo, irradiação na medula óssea ou outro tecido, sendo percebidos no próprio individuo, ou hereditários quando ocorre irradiação de células dos órgãos reprodutores, o que pode causar más- formações no feto. Quanto ao tempo de manifestação, os efeitos podem ser imediatos (radiodermite; queimaduras; síndrome da irradiação aguda), ou tardios (câncer). Em função das formas de respostas os efeitos são classificados em: estocásticos não previsíveis, onde a probabilidade de ocorrer aumenta com a exposição (redução na expectativa de vida, alterações genéticas e câncer), e efeitos determinísticos que quanto maior a dose maior o efeito (queimadura). Existe um limiar para o efeito determinístico, ou seja, em dose baixa o dano não ocorre. Lei de Tribondeau e Bergonie A radiossensibilidade de uma célula é diretamente proporcional a sua atividade reprodutora, e inversamente proporcional ao seu grau de especialização. Acidentes com fontes radioativas Goiânia, 1987 – cápsula contendo césio- 137 encontrada em clínica abandonada. Estima-se mais de 60 mortes até 2012, Argentina La Plata, 1968 – Soldador boliviano encontrou uma fonte de césio 137 e guardou no bolso do avental 9 Natalia Petry durante 18h. Região das coxas foi necrosadas. Polônia Bialystok, 2001 – Cinco pacientes são submetidas à superexposição durante radioterapia após uma queda de energia e posterior restauração do sistema. Medidas da radioatividade Contador de Geiger-Miller Permite a detecção de radiação ionizante, tem como parte detectora da radiação um cilindro oco, com uma parede externa de cátodo e uma estrutura central de ânodo, em uma extremidade ele possui uma tela permeável (janela) onde a radiação entra, e na outra um detector de cargas. A parte oca é preenchida por um gás facilmente ionizável, normalmente argônio, e quando a radiação ionizante atinge esse gás ocorre à formação de cargas que irão ser atraídas pelo cátodo e ânion, com isso há formação de diferença de potencial, e geração de sinal elétrico. Características: Semi-quantitativo (não fornece valor exato); Não diferencia entre radiações ionizantes; Detecta somente radiações ionizantes; Baixa sensibilidade para altos níveis de radiação (capacidade de ionização do gás saturada); Tempo morto (demora na detecção); Calibração; Radiação de fundo; Alta sensibilidade para baixos níveis de radiação; Fácil manuseio; Barato. Ma ssa C ar g a Barreira Alcance no ar Alcance no corpo Alfa 4u + 2 Papel Até 4 cm Poucos mm Beta =e -1 Placa Até 4m Poucos cm Gam a - - Blocos de chumbo/ concreto Ilimitad o Atravessa Raio s-X - - Caso o Geiger não diferenciar entre as radiações, ainda podemos avaliar quais radiações estão presentes com uma folha de papel e uma placa de alumínio. O ideal é medir a radiação de fundo, a radiação sem barreiras, com barreira de papel e com a placa de alumínio. A radiação alfa não atravessará o papel, e a placa de alumínio apenas a gama e raios-X atravessará. Limites de doses de radiação Unidade de Medida SI Outras unidades Atividade Becquerel (Bq) Curie (Ci) Dose absorvida Gray (Gy) Rad/ Roentgen (R) Dose efetiva Sievert (Sv) Atividade: número de desintegrações de um material por unidade de tempo. Dose absorvida: quanto um material não radioativo recebeu de radiação. 1Gy = 1J/kg Dose efetiva: quanto de radiação é recebido por um tecido vivo. 1Gy= 1Sv 10 Natalia Petry Trabalhador Público Limite de dose efetiva 20 mSv/ano 1 mSv/ano *Para público em geral a dose de radiação é bem menor, pois os trabalhadores fazem exames periódicos para controlar os efeitos da radiação. *Para finalidades terapêuticas pode ser usado um limite maior. *Considerando uma região do corpo especifica temos a dose equivalente para o cristalino, pele e extremidades. Dosimetria Pessoal Termoluminescente A monitoração da dose recebida por trabalhadores expostos à radiação ionizante é feita através do uso de um monitor individual, usados normalmente na forma de crachá, relógio ou anel. Os dosimetros possuem cristais com propriedades termoluminescentes que acumulam energia para uma posterior medição. Quando os cristais são aquecidos emitem luz proporcional à quantidade de radiação à qual foram expostos para determinar a dosede radiação. Produção de Radioisótopos Todos os radioisótopos utilizados em medicina nuclear são artificialmente produzidos por: Reator nuclear Cíclotron Gerador Reator Nuclear Em um reator nuclear ocorrem reações nucleares induzidas por bombardeamento de nêutrons. Em alguns isótopos o bombardeamento causa fissão nuclear, e em outros pode causar reações nucleares, tais como, a ativação nuclear e a transmutação nuclear. Fissão nuclear – Fissão do núcleo de um átomo em dois átomos menores com emissão de nêutrons e energia. A fissão pode gerar elementos diferentes, dependendo da área onde o nêutron atinge o núcleo e da energia do nêutron. Ex: U-235 + 1n -> Ba-140 + Kr93 + 3n (+20isótopos diferentes gerados através da fissão do U) Ativação nuclear – Isótopo não radioativo incorpora o nêutron bombardeado no seu núcleo e gera um isótopo radioativo do mesmo elemento químico. Ex: Mo-98 (n, y) Mo-98+ n -> Mo-99 + y Apresenta carregador: não tem como garantir que todos os isótopos radioativos tenham sido bombardeados. Não existe forma de separar, pois isótopos do mesmo elemento químico possuem propriedades químicas iguais. Ex2: Te-130 (n, y) Te-130 + n -> Te-131 + y Não apresenta carregador: é possível separar porque o Te-131 se transforma em I-131. Transmutação nuclear – Após o bombardeamento de nêutrons há transmutação para outro elemento químico Ex: S-32 (n,p) S-32 + n -> P-32 + p Ex2: Al-27 (n, ) Al-27 + n -> Na-24 + Cíclotron Também chamado de acelerador de partículas, é um equipamento de pequeno porte e pode ser acoplado em uma radiofármacia. O cíclotron bombardeia núcleos estáveis com partículas com carga: prótons, dêuterons e partícula alfa. Aplica-se voltagem a dois eletrodos dispostos em um campo magnético a vácuo. 11 Natalia Petry O cíclotron serve especialmente para a produção do Flúor-18, um beta emissor que é utilizado principalmente na tomografia por emissão de pósitrons. Ex: O-18 + p -> F-18 + n Geradores Sistema relativamente simples que possibilita a produção de radionuclídeos em clínicas e hospitais. O isótopo pai e filho estão juntos no mesmo sistema, e como o isótopo filho possui propriedades químicas diferentes é possível separar. O gerador deve ser estéril, livre de pirogênio, blindado e portátil. O radionuclídeo formado a partir do radionuclídeo filho deve ser estável ou com alto tempo de meia-vida. Ex: Gerador de W-188/ Re- 188 Gerador Ge-68/ Ga-68 Gerador de Mo-99/Tc-99 Existem situações em que o isótopo pai e filho estão em equilíbrio radioativo secular, isso ocorre quando o t ½ do isótopo pai é cerca de 100x maior que a ½ vida do isótopo filho, no equilíbrio transiente o tempo de ½ vida do isótopo pai é menos que 100x menor. Para geradores, o tempo de meia-vida do pai é sempre maior do que do isótopo filho, e estes estão em equilíbrio transiente, para que a geração do isótopo filho não seja muito lento. Gerador de Tecnécio – Sistema blindado, coluna de alumínio na entrada, ânion molibdato fixado na coluna de alumínio, coluna eluída com cloreto de sódio que retire o tecnécio na forma de NaTcO4. Existem 3 isótopos no gerador: Mo-99, Tc-99m (gama emissor de interesse médico) e Tc- 99 (tempo de meia vida de 200 mil anos). Tempo ideal entre as eluições: 23h – pico do Tc-99m Atividade dos Geradores: 250mCi – 2 Ci Características do Tc-99m: gama emissor puro; emite radiação gama de baixa energia; decai a um isótopo com alto tempo de meia-vida; múltiplos estados de oxidação (+3, +4, +5, +6, +7 – se liga a uma grande variedade de moléculas); baixo tempo de ½ vida (6h). No eluato NaTcO4 o estado de oxidação do Tc é +7, ou seja, não se liga a praticamente nenhuma molécula. Para modificar o estado de oxidação é necessário existir um agende redutor no kit frio, que permite que o Tc se reduza a estados de oxidação nos quais poderá se ligar a uma grande variedade de moléculas. O principal agente redutor utilizado no kit é o íon estanoso (Sn2+). Radiofármacos Radiofármacos são medicamentos com finalidade diagnóstica ou terapêutica, que quando prontos para uso, contém um ou mais radionuclídeos. O radiofármaco sempre possui dois componentes: Radionuclídeo Ligante: pode ser um fármaco, composto químico ou peptídeo. Tem a função de levar o material radioativo para o órgão- alvo. É possível utilizar o mesmo radionuclídeo para diversos ligantes e vice-versa. Os radiofármacos diferem dos medicamentos convencionais, pois não apresentam resposta farmacológica, tem o uso restrito às instituições autorizadas, na grande maioria das vezes é administrado somente uma vez ao paciente (diagnóstico), possuem sistemas de logísticas especiais devido à radioatividade e 12 Natalia Petry validade, e são necessárias precauções especiais de segurança. O uso do radiofármaco é ditado pela característica dos seus dois componentes, durante o desenvolvimento primeiro escolhe-se o fármaco (ligante) com base na sua biodistribuição, e em segundo escolhe-se o radioisótopo adequado. Uso dos radiofármacos Diagnóstico – Ex: exames realizados para perfusão miocárdica. Tratamento – Ex: iodo-131 Como é um radiofármaco ideal Fácil disponibilidade – Facilmente produzido, barato, prontamente disponível em qualquer instalação de medicina nuclear, e com otimização da logística (produção próxima dos usuários). Baixa meia-vida efetiva (T ½ E) – Meia-vida física do radionuclídeo (independe de qualquer condição físico química) somado ao tempo de meia-vida biológico (metabolismo e excreção normais do organismo). A meia-vida efetiva não deve ser muito maior que o tempo necessário para a realização do estudo (pensando em diagnóstico). Tipo de emissão radioativa – Para a terapia, cujo objetivo em geral é destruir células tumorais, o tipo de emissão mais adequado é a alfa e beta. Para diagnóstico, cujo objetivo é detectar a radiação no detector, são necessárias radiações mais penetrantes como gama e pósitrons (se encontra com elétron e emite radiação gama). Alta relação órgão alvo/ órgão não alvo – O acúmulo de radiação nos tecidos não alvo não é ideal, no diagnóstico pode prejudicar a imagem e aumentar a dose absorvida por órgão não alvo. Classificação OMS 1) Radiofármacos prontos para uso – radiofármacos com meia-vida suficientemente longa, como por exemplo o I- 131 e Ga-67. 2) Componentes não radiativos para marcação (kits) – reconstituídos antes de serem administrados, geralmente liofilizados. Ex: glicoeptonato, disofenina, medronato. 3) Radionuclídeos, incluindo eluatos de geradores: para marcar um componente não radiativo que apresenta afinidade por uma parte específica do organismo. São misturados com o kit frio para uso. Ex Tc-99m, Ga-67. Produção de radiofármacos 1º Etapa – Obtenção do radioisótopo (reações nucleares, separação e purificação, controles químicos, físicos e biológicos) 2º Etapa – Marcação (Requer processos químicos, físico-químicos ou biossintéticos para incorporar o radioisótopo à molécula de interesse). Principais radioisótopos utilizados na produção de radiofármacos Iodo-123: Usado para exames diagnóstico da tireoide, produzido a partir do Xe-124 em uma reação no cíclotron (próton, próton+nêutron, decaimento por captura eletrônico) Z: 123 ½ vida: 13,2h Emissão: Gama (Y) Energia: 159keV 13 Natalia Petry Índio-111: Usado em exames de imagens, é produzido em um cíclotron a partir do CD-111, decai por captura eletrônica emitindo gama. Gálio-67: Usado muito em cintilografia, especialmente para osteosarcomas. Obtido em um cíclotron e decai por captura eletrônica.Gálio-68: Utilizado para detectar tumores. Possui um tempo de ½ vida de 67 minutos. É obtido através de um gerador através do isótopo-pai Ge- 68 (tempo de meia vida de 270 dias). Deve ser produzido no local de uso, e é um emissor de pósitrons. Flúor-18: Obtido em um cíclotron; emissor de pósitrons; t ½ 109min, Iodo-131: Finalidade terapêutica, produzido em um reator por bombardeamento de nêutrons e decai por emissão beta. É um beta/gama emissor. Samário-153: Desenvolvido para diagnóstico de metástase, hoje é utilizado também para analgesia em casos de tumores ósseos. É obtido por reator, decai por emissão de négatron. Lutécio-177: Utilizado para produção do radiofármaco chamado PSMA (fármaco para câncer de próstata). É obtido por reator e decai por emissão de négatron. Tecnécio-99m: Obtido por geradores, decai por transição isomérica/ emissão gama. Principais métodos de radiomarcação 1) Troca isotópica – Um ou mais átomos de uma molécula são trocados por isótopos radioativos. As duas moléculas devem possuir propriedades químicas e biológicas idênticas. : Uso de quelantes bifuncionais – Utilizamos quelantes quando não é possível ligar a parte quente e fria. Introdução de um átomo externo – Um radionuclídeo é incorporado à molécula levando a mudanças biológicas e químicas. Em geral a marcação ocorre por redução direta do ligante Fatores importantes na marcação 14 Natalia Petry Eficiência – Deseja-se um alto rendimento de marcação (>95%). Atividade específica (Atividade/ Massa) – É necessário que o radiofármaco tenha uma alta atividade específica (pouca massa/atividade). Radiólise – Muitos radiofármacos são decompostos pela radiação emitida pelo radioisótopo presente neles (auto- radiólise). Quanto maior a atividade específica maior a radiólise, o que leva à produção de muitas impurezas. Purificação e análise – Alguns precisam passar por etapa de purificação, e todos precisam de controle de qualidade. Radiofármacos para diagnóstico Propriedades Ter capacidade de se concentrar o mais especificamente possível no tecido alvo. Emitir radiações penetrantes capazes de atravessar o corpo e interagir com o detector. Produzi a menor dose possível ao paciente; Permitir a repetição de exames em tempos curtos; Via endovenosa, oral ou inalatória Grupos de RF para diagnóstico De perfusão, marcadores, primeira geração – Se distribuem no corpo conforme o fluxo sanguíneo, não são direcionados a uma molécula específica. Ex¹: Eritrócitos-Tc-99m: utilizado para hemorragia interna e estudos cardíacos. Ex²: FDG-18F Fluorodeoxiglicose (PET-CT): análogo da glicose com um flúor-18, acumula-se em tecidos com alta taxa de metabolismo de glicose, como por exemplo, em células tumorais que apresentam aumento no metabolismo da glicose. O FDG penetra nas células pelo GLUT-1, sofre ação da enzima hexoquinase dando origem ao 18-F-FDG- 6-PO4 que se acumula no interior da célula, podendo ser detectado. O FDG deve ser preparado em salas limpas, pois o fármaco é injetado via endovenosa. O Flúor-18 possui meia vida curta, e deve ser sintetizado em um cíclotron. Ex³: 99mTc-HMPAO (Cintilografia de perfusão cerebral): radiofármaco lipofílico que atravessa a barreira hematoencefálica. Específicos, traçadores, de segunda geração – são transportados para o interior das células via receptores e participam de uma via metabólica. Podem se ligar a receptores de células tumorais, cerebrais, etc. Auxiliam no diagnóstico de doenças neurodegerativas, como por exemplo, Parkinson, Alzheimer, esquizofrenia, demência, dependência de drogas, etc. Ex: 99mTc-TRODAT-1: biomarcador de transportadores pré-sinápticos de dopamina, utilizado para diagnóstico de Parkinson. Radiofármacia Industrial Produtora de insumos (radiofármacos, reagentes para marcação, geradores e radionuclídeo em geral) Produção de grandes lotes com distribuição em larga escala Radiofarmácia centralizada Centraliza grande parte dos materiais radioativos de uma região em uma única instalação, comercializando para os 15 Natalia Petry diversos centros de Medicina Nuclear, reduzindo os custos do preparo. Produção em dose unitária em larga escala com atendimento sob demanda. Radiofarmácia Hospitalar Recebe a maioria dos radiofármacos já marcados de indústrias ou radiofármacias centralizadas, necessitando somente a manipulação e dispensação dos mesmos. Atua junto a um serviço de medicina nuclear com produção local para o atendimento sob a demanda do setor. Aplicações e Mecanismo de ação dos Radiofármacos Radiofármacos para diagnóstico SPECT: Tomografia por emissão de fóton único. Utilizada com a maioria dos radiofármacos - Radiofármacos emitem radiação gama que serão filtradas pelo colimador, e detectadas para formar imagem, permitindo visualizar alterações anatómicas e fisiológicas. Sistema cardiovascular MIBI PIRO TEC Cintilografia de perfusão miocárdica – avalia a reserva de fluxo coronariano. É feita uma imagem em repouso e outra após exercício físico, ou após a administração de fármacos que geram stress farmacológico. MIBI/ SESTAMIBI-Tc99m/ MIBI-Tc99m Radiofármaco administrado via endovenosa; indicado para análise de perfusão miocárdica, cintilografia da mama e paratireoides; tempo máximo para ser usado após a marcação de 40h; posologia de 5 a 30mCi; composto lipofílico; marcação realizada a quente; não sofre redistribuição; doses em repouso e estresse; após a administração cerca de metade da dose é extraída pelos miócitos durante a primeira passagem do traçador. Mecanismo de captação: É um composto lipofílico que atravessa as membranas dos miócitos através de difusão passiva. A captação é proporcional ao fluxo sanguíneo regional do miocárdio, ou seja, quanto mais sangue circulando mais será possível visualizar o radiofármaco na imagem. Piro Tec/ KIT Pirofosfato/ HEMÁCIAS-Tc99m Via de administração endovenosa; indicado para diagnóstico de infarto, cintilografia óssea e marcação de hemácias; pode ser utilizado em um período de 6h; posologia de 8 a 30mCi; marcação pode ser in vivo ou in vitro. Sistema Endócrino Na-I123 e Na-I123 – organificados da mesma forma que o iodo não radioativo Percnetato de Sódio-Tc99m – não é organificado, mas se concentra na glândula permitindo a imagem. Sistema gastrointestinal Percnetato de Sódio-Tc99m Cintilografia das glândulas salivares – detecção de problemas na função secretora (xerostomia). As glândulas são capazes de captarem e secretarem para a cavidade oral vários íons (inclusive o percnectato de sódio) TIN TEC Administrado via intradérmica, oral ou EV; Indicado para Linfocintilografia, cintilografia gástrica e imagem do sistema reticuloendotelial; tempo máximo de 4h para marcação; dose 0,1 a 0,6mCi. 16 Natalia Petry Estanho coloidal-Tc99m Administrado na forma líquida via oral; deglutido em bolus (de uma vez); avalia o transito esofágico e gástrico diagnosticando refluxos; imagem dinâmica. Sistema Hepatobiliar DISI TEC/ DISIDA-Tc99m Via de administração endovenosa; indicado para cintilografia do sistema hepatobiliar; tempo máximo de 4h para utilização após a marcação. Diagnostica insuficiência hepática a partir do tempo em que o radiofármaco leva para chegar até a vesícula, e cirrose hepática quando o radiofármaco se concentra em algumas regiões do fígado. Mecanismo de captação: após a administração liga-se a albumina e é transportado para o fígado, onde será captado pelos hepatócitos de forma semelhante às vias responsáveis pela captação da bilirrubina, os compostosnão são conjugados e são excretados para os canalículos biliares. Sistema Esquelético Cintilografia óssea: busca de metástases ósseas, detecta lesões ósseas e malignas com 4 a 6 meses de antecedência do que estudos radiológicos convencionais. MDP / MDP-Tc99m Via de administração endovenosa; indicado para cintilografia óssea. Mecanismo de captação: MDP é adsorvido na fase mineral óssea através de uma ligação covalente entre o fosfato da molécula com os cristais de cálcio dos ossos. Sistema Nervoso Central Através de exames de imagem é possível avaliar o metabolismo da glicose, perfusão cerebral e biocinética de receptores específicos. Exames indicados para localização de foco epileptogênico, avaliação de doenças cérebro vasculares, avaliação de tumores, recidiva tumoral, determinação da atividade metabólica de tumores, e diagnosticar morte cerebral. ECD Radiofármaco lipofílico, captação de primeira passagem em poucos minuto. Acumula-se em regiões que são focos de epilepsia, Alzheimer, morte cerebral. Sistema urinário Cintilografia renal dinâmica: Avaliação das funções renais. DTPA-Tc99m – Agente de filtração glomerular MAG³-Tc99m – Agente de secreção tubular Sistema respiratório MAA Radiofármaco utilizado para diagnosticar principalmente a embolia pulmonar. Oncologia Pesquisa de linfonodo sentinela – Linfonodos que primeiramente recebem a drenagem de um tumor, sendo, portando, o local mais provável de disseminação linfática das células neoplásicas. Coloides marcados com Tc99-m FITATO, Dextran, Enxofre coloidal O sistema linfático drena a água e solutos de baixo peso molecular. Os radiofármacos devem possuir a molécula fria com baixo peso molecular, para que sejam drenados por capilares linfáticos e não pelos capilares sanguíneos. Radiofármacos para tratamento Iodoterapia Terapia com Lu-177 Radioimunoterapia 17 Natalia Petry Braquiterapia Teleterapia Iodoterapia Utilizada principalmente em hipertireoidismo causado por doença de graves, ou nódulos que aumentam a produção de t3 e t4. A finalidade dessa terapia é destruir células da tireoide, e o tempo de ½ vida do iodo-131 é de 8 dias. A captação do iodo é influenciada pelo TSH plasmático e pela quantidade de iodo no organismo. A dieta do paciente deve ser pobre em iodo para que a captação do radiofármaco não seja prejudicada. O tratamento consiste em administração via oral em dose única, raramente é necessária uma segunda administração. Radioimunoterapia Anticorpo ligado a um radionuclídeo, podendo potencializar os efeitos citotóxicos do anticorpo. Um exemplo é o Zavallin (Y-90), utilizado no tratamento de linfoma não-hodkin. Os efeitos secundários da radioimunoterapia envolvem anemia, imunossupressão, infecções graves, trombocitopenia e tumores malignos secundários (pelo uso do material radioativo). Radioterapia Emprego da radiação para tratamento, utilizando vários tipos de energia que podem atingir o local dos tumores ou áreas do corpo onde se alojam as enfermidades, com a finalidade de destruir suas células, de modo a melhorar a qualidade de vida, e diminuir o tamanho dos tumores. A radioterapia vem sendo usada a pelo menos um século, e começou com a utilização do elemento rádio. Na década de 30 as doses de radiação já eram quantificadas, e foi possível estabelecer a relação entre quantidade e efeito biológico. Quando se descobriu uma forma de produzir o cobalto-60 no reator nuclear, este radioisótopo se tornou o principal elemento utilizado, pois este elemento permite a emissão de grandes doses de radiação em um volume alvo. Atualmente os principais equipamentos de radioterapia utilizam Co-60 e Cs-137. Em adultos a radioterapia pode ter finalidade paliativa (tratamento de dor com doses menores), pré-operatória (diminuição do tumor pré retirada), pós-operatória (possíveis focos restantes), curativa (dose máxima), anti-álgica (tratamento da dor) e finalidade anti- hemorrágica. Radiosensibilidade e radiocurabilidade Todos os tumores são radiossensíveis, mas só são radiocuráveis se a dose necessária para o seu controle não for demasiado nociva. Lei de Tribondeau-Bergonier: As células mais sensíveis à radiação ionizante são aquelas que se dividem mais rapidamente (células pouco especializadas). Via de regra células tumorais são mais atingidas pela radiação pela alta taxa de divisão celular. Aporte de oxigênio às células malignas: o oxigênio pode se ligar aos elétrons livres gerados pela ionização o DNA, causando danos a esta molécula. Formas de radioterapia Radioterapia externa/ Teleterapia – indivíduo fica deitado com o equipamentos uma distância de 1cm a 1m, a sessão dura poucos minutos, não causa dor, pode ser feita com aceleradores lineares (feixe de elétrons – radiação de frenamento), aparelhos de raio x ou equipamentos de raio gama (fonte radioativa de Cs-137 ou Co-60, filtração e direcionamento ao tumor). Por via interna/ Braquiterapia: fonte em contato com o paciente (punção, 18 Natalia Petry implantes cirúrgicos e cavidades do corpo), fonte temporária ou permanente. Diminui a radiação nas células saudáveis. Eventos adversos da radioterapia Imediatos: relação direta com a região irradiada. Tecidos com maior capacidade proliferativa são mais sensíveis, em geral não são graves. Tardios: Problemas raros, atrofias e fibroses. Ocorrem quando as doses de tolerância foram ultrapassadas. Legislação dos Radiofármacos Regulamentação Até 2006 os radiofármacos eram monopólio da união, e apenas o CNEN podia produzir radiofármacos. Com a EC 49/2006 foi possível haver unidades de produção de radiofármacos no país, com regulamentação da ANVISA. Em 2006 foram publicadas a RDC 63 (boas práticas de fabricação) e a RDC 64 (registro). RDC 64/2009 Trata do registro de radiofármacos prontos pra usos, componentes não radioativos para marcação, e radionuclídeos. O relatório técnico deve possuir: Atividade total (radioatividade/massa) Atividade específica (radioatividade/massa do elemento) Concentração radioativa (radioatividade/mL) Pureza radionuclídica (radioatividade do RN/ radioatividade total) Pureza radioquímica (radioatividade do RN/ Radioatividade total da preparação) Comprovação de segurança e eficácia. Irradiação dos alimentos Irradiação de alimentos: Exposição direta de um material a uma fonte radioativa, para irradiar alimentos utilizam-se radiações ionizantes. O alimento recebe a radiação gama e beta, mas não se torna radioativo porquê o material está recebendo a radiação e não os nuclídeos. Em 1997 a OMS permitiu a radiação nos alimentos com duas finalidades: diminuir as intoxicações alimentares, e inibir o brotamento de raízes e tubérculos (prolongar o processo de maturação). Fontes de radiação autorizadas pela Comissão Nacional de Energia Nuclear Isótopos radioativos emissores de radiação gama: Cobalto-60 e Cesio-137. Raios X gerados por máquinas que trabalham com energia até 5 MeV – energia baixa, pouca penetração. Elétrons gerados por máquinas que trabalham com energias de até 10MeV. Como funciona? A radiação gama do cobalto-60 pode ser utilizada em vários produtos devido a sua alta capacidade de penetração. Já a radiação produzida pelos feixes de elétrons e raios X apresenta baixo poder de penetração o que dificulta seu emprego na área de alimentos. Quando a radiação penetra o alimento ocorre a interrupção dos processos orgânicos que levam ao apodrecimento e eliminação de microrganismos. Os produtos que foram irradiados podem ser transportados, armazenados ou consumidos imediatamente após o tratamento,pois a radiação ionizante não tem poder residual. 19 Natalia Petry Finalidade Possui atividade bactericida e matam os insetos. Aumenta a vida de prateleira (mantém textura, sabor e valor nutritivo por maior tempo em relação aos pausterizados, esterilizados e enlatados, facilitando transporte). Diminui o tempo de cozimento em alguns alimentos (desidratados). Proteção contra a salmonelose e campilobacteriose (aves), atuando nos ovos e larvas de insetos. Diminui desperdício de alimentos Processo é a frio: permita irradiação de produtos resfriados e congelados. Substitui produtos químicos sem deixar resíduo. Cobalto-60 Tempo de ½ vida: 5,3 anos Beta-Gama emissor Isótopo-filho: Ni-60 Vantagens Alta disponibilidade Baixo custo Apresenta-se de forma metálica Insolúvel em água Irradiador industrial Níveis de tratamento e dose absorvida (Gy/ Rad – 1Gy = 100rads) 1. Radurização – irradiação com dose baixa (<1kGy). Inibe brotamentos, retarda o período de maturação ocasionado por fungos, redução na contagem de microrganismos deterioradores viáveis, do etileno. 2. Radiciação – Doses de 1kGy a 10kGy; Redução do número de bactérias patogênicas e parasitas, pasteurização de sucos, retardo da deterioração de carnes, controle de Salmonella. 3. Radapertização – Doses altas (10-45Kgy). Esterilização de carnes e outros produtos processados, destruindo inclusive esporos (Clostridium botulinum). Ex: Carnes da NASA sem prazo de validade. Efeito nos alimentos Os efeitos dependem do tipo do alimento, dose de radiação e tipo de radiação. Qualquer alimento que for irradiado deve passar por controle de qualidade para avaliar aspectos físicos, químicos e sensoriais para verificar alterações pós irradiação. Características da irradiação de alimentos Não requer manipulação pós-tratamento Sem elevação de temperatura Penetração através da embalagem Rápido Econômico 20 Natalia Petry Não contamina o meio ambiente Não deixa resíduo Sem alterações visuais. Efeitos nos alimentos Carboidratos: quebra de ligações glicosídicas entre monossacarídeos, quebra da pectina (parece celular de tecido vegetal), o que leva ao amolecimento e redução de viscosidade de frutas, é interessante para aumentar a o rendimento na produção de sucos. Proteínas: quebra de cadeias peptídicas e alterações nos aminoácidos, podendo levar a alteração na textura do alimento. Vitaminas: vitaminas sensíveis a radiação (A. B1. C. E) são danificadas irreversivelmente pela radiação, o que diminui o valor nutricional do alimento. Existem também vitaminas de média sensibilidade (Beta caroteno, K) e de baixa sensibilidade (B2. B3, B5, B6, B12, D, K, biotina, colina e ácido fólico). Efeito nos organismos A resistência dos organismos é inversamente proporcional ao seu tamanho, ou seja, vírus são muito mais resistentes à radiação que mamíferos. A composição do meio (água, componentes, pH e composição atmosférica) pode afetar a radiossensibilidade do microrganismo. Valor D10: Dose necessária para eliminar 90% dos microrganismos. Depende da composição do meio onde o microrganismo se encontra. Desvantagens da irradiação Alterações nos alimentos: sabor desagradável e mudança de cor (aumenta a chance de oxidação lipídica nas carnes e peixes). Perda de nutrientes, devido à quebra de proteínas, amido, celulose e vitaminas. Produção de radicais livres: oxidação das gorduras (sabor rançoso). Controvérsias Ciclobutanona: produção pela irradiação de alimentos ricos em gordura, essa substância causa efeitos genotóxicos e citotóxicos. Porém, para que ocorram efeitos tóxicos seria necessária uma quantidade mil vezes mais alta do que aquelas encontradas em produtos irradiados. Redução do valor nutricional: eliminação de até 80% da vitamina A dos ovos, e metade do beta- caroteno do suco de laranja. Este problema é potencializado pelo tempo de armazenamento. Eliminação de microrganismos que fazem parte da flora intestinal Regulamentação No Brasil é permitida a irradiação de alimentos pela RDC 21/2001 da ANVISA, mas todos os alimentos deverão ser sinalizados com a seguinte informação “alimento tratado por irradiação”. Considerações A irradiação não substitui as boas práticas de fabricação. O processo não inativa toxinas pré- formadas no alimento. Os métodos laboratoriais para identificar se o alimento foi irradiado não estão suficientemente disponíveis nos laboratórios oficiais de saúde pública. No Brasil as empresas que realizam a irradiação são a EMBRARAD e CBE. 21 Natalia Petry Irradiação de medicamentos, drogas vegetais, cosméticos e outros produtos da área de saúde Esterilização: Exterminar completamente a carga microbiana. Descontaminação: redução na carga microbiana, produto não estéril. Métodos de esterilização 1. Calor seco ou úmido – rápido e econômico, mas não pode ser utilizado em uma variedade muito grande de produto, pois pode causar alterações nos produtos. 2. Filtração esterilizante – só pode ser feito com líquidos, retém microrganismos no filtro. 3. Agentes esterilizantes gasosos 4. Radiação ionizante Esterilização de medicamentos A esterilização de medicamentos pode ser feita mediante a aplicação de calor seco ou úmido, por irradiação com radiação ionizante, por outros agentes esterilizantes gasosos, ou por filtração esterilizante. Alguns fármacos possuem moléculas que reagem muito facilmente com radicais livres, portanto nem todos os medicamentos podem ser esterilizados por irradiação. Para esterilizar os medicamentos é necessário validar a dose de esterilidade, para isso é necessário conhecer a contaminação inicial (bioburden), e escolher método de esterilidade, determinar a dose máxima aceitável, fazer o relatório de validação contendo os projetos feitos, e monitorar todos os lotes produzidos. Esterilização de drogas vegetais A esterilização de drogas vegetais em geral deve ser feita com radiação ionizante pois o calor poder levar a perda da estrutura da planta, e os agentes esterilizantes gasosos foram proibidos pela ANVISA. Drogas vegetais requerem estudos relacionados à estabilidade dos princípios ativos após exposição ao agente selecionado. Quanto menor a dose de radiação, menor será a probabilidade de ocorrer alteração no princípio ativo. Limites 10² UFC/ g bactérias totais 10³ UFC/ g de fungos Ausência de m.o patogênicos Irradiação de cosméticos A irradiação de cosméticos não é tão comum devido ao cosmético possuir uma composição bastante complexa. Na maioria das vezes irradia-se a matéria-prima isolada de forma preventiva. Limites em geral 300 UFC/mL bactérias totais 100 UFC/mL para fungos Outros usos da radiação ionizante na área da saúde Córneas para transplante Ossos para enxerto Irradiação de pele Vestimentas para salas limpas Bolsas de sangue Soros e vacinas Radioimunoensaios Imunodiagnóstico: diagnostico laboratorial por meio de técnicas imunológicas. Nessas técnicas ocorre a busca pelo antígeno ou anticorpo no organismo do paciente por meio de ensaios de precipitação, aglutinação, fixação de complemento, neutralização ou imunoensaios que utilizam sinalizadores da interação Ag-Ac com conjugados ligantes, como imunofluorescência, 22 Natalia Petry radioimunoensaio, imunoenzimático, imunofluorimétricos, e quimioluminescência. A interação entre um único epitopo antigênico é composta por várias interações fracas (ligação reversível), e possui alta especificidade. Os radioimunoensaios surgiram em 1959 quando Berson e Yalow marcaram insulina com I- 131 para quantifica-la.O RIA foi a primeira técnica imunológica padronizada capaz de detectar e quantificar substâncias da ordem de nano a pictogramas. Torna-se possível determinar qualquer tipo de molécula biológica, desde que haja um receptor específico e que a molécula possa ser marcada. Radioimunoensaio: ensaios com antígenos marcados. Ensaio imunorradiométrico: anticorpos marcados O radioimunoensaio possui alta sensibilidade e permite dosagem de substâncias em baixa concentração, como por exemplo, polipeptídeos, esteroides, antibióticos, proteínas, vitaminas, drogas, vírus da hepatite B e marcadores tumorais. Ocorre uma reação de competição por um receptor comum entre uma substância a ser determinada e a mesma substância marcada com um radioisótopo. Técnica utilizada para substâncias em baixa quantidade no plasma. Componentes: anticorpo radioativo, antígeno radioativo, amostra a ser testada e leitor radiométrico. Quanto menor o valor de antígeno na amostra do paciente, maior será a radioatividade. A primeira coisa a se fazer é uma curva padrão feita com quantidade de antígeno marcado com composto radioativo fixa, quantidade de anticorpo fixa, e antígeno da amostra variável. EIXO X: Concentração antígeno não marcado na amostra EIXO Y: Concentração de antígeno ligado ao anticorpo/ Total de antígenos radioativos da amostra. – Medida de radioatividade Depois da curva padrão é possível fazer a extrapolação dos dados e detecção de antígeno na amostra. Características gerais RIA 1. Alta sensibilidade 2. Elevada especificidade – poucas reações cruzadas 3. Podem acontecer diretamente no líquido biológico 4. Volume pode ser menor 5. Reprodutibilidade Vantagens Desvantagens Método muito sensível, específico e alta afinidade Instabilidade dos radioisótopos Risco operacional 23 Natalia Petry Requer pouca amostra Rápido Necessidade de medidas especiais Elevado Custo de biossegurança e problemas com descarte Características dos marcadores Iodo-125: t ½ 60 dias, mais empregado no RIA, liga-se facilmente aos resíduos de tirosina das proteínas, produz radiação gama (desintegração captura eletrônica), dosagem de hormônios proteicos. Trídio (H³) – t ½ 12 anos, produz radiação beta, dosagem de esteroides Carbono-14: t ½ 5700 anos, beta emissor. Tipos de RIA 1. Competição com antígeno marcado: anticorpos específicos adicionados a fase sólida (parede do tubo de ensaio) -> adição de antígeno marcado com I-125 -> adição do soro do paciente -> antígeno no soro compete pelos sítios de ligação ao anticorpo -> lavagem para eliminar antígenos não ligados -> detecção. (+ leitura de radioatividade = - antígeno) 2. Competição com anticorpo marcado: fixação de antígeno na fase sólida -> amostra do paciente -> adição de anticorpos amrcados -> formação do complexo Ag/Ac com antígeno do soro -> quanto maior a quantidade de antígeno na amostra, maior será a ligação destes aos anticorpos, formando imunocomplexos, que serão retirados por lavagem e assim reduzindo a leitura da radioatividade (+ leitura de radioatividade -> + antígeno) 3. Sanduíche ou captura de antígeno: fixação de anticorpo não marcado na fase sólida -> adição da amostra -> adição de um segundo anticorpo marcado -> lavagem -> detecção (+ leitura de radioatividade = + antígeno) 4. Paper radioimmunosorbent test (PRIST) – Anticorpos anti-IgE e não marcados são fixados na fase sólida -> acrescenta-se o soro. Em caso positivo, haverá a união do anticorpo IgE + anti-IgE -> lavagem -> anti IgE marcados 5. Radioallergosorbent test (RAST) – alérgeno específico fixado na fase sólida -> soro -> anticorpo anti-IgE marcado -> lavagem e leitura. Legislação RDC 50/ 2002 ANISA CNEN – Autorização e fiscalização Normas para Laboratório de Radioimunoensáios (CNEN): Locais de manipulação, estocagem exclusivos, aguardar o decaimento em locais específicos dos rejeitos inclusive seringas e frascos (2% da atividade é adsorvida nos materiais). Atividade para descarte 2uCi/kg. Proteção e segurança radiológica Altas doses de radiação danificam o tecido humano, por isso existe uma necessidade de regulamentação sob todo uso de radiação ionizante e a exposição de pessoas a esta. A principal preocupação quanto a is/so são os efeitos estocásticos (probabilidade de dano relacionada à dose). A radioproteção é um conjunto de medidas que visam proteger o homem e o ecossistemas de possíveis efeitos indesejáveis causados pela radiação ionizante. As normas são 24 Natalia Petry publicadas pela International Comission on Radiological Protection (ICRP). Diretrizes básicas de radioproteção (CNEN NE 3.01) 1. Princípio da justificação – qualquer prática envolvendo radiação ionizante, ou irradiação de pessoas, deve ser justificada em relação a outras alternativas, e produzir um benefício que supera qualquer possível dano associado ao emprego da radiação ionizante. A adição de materiais radioativos em produtos de uso doméstico ou pessoal, e a importação destes produtos é proibida no Brasil. Princípio da otimização – com exceção de práticas terapêuticas em medicina, quaisquer outras exposições à radiação devem ser otimizadas, ou seja, devem ser tão baixas e quanto exequível (trabalhar com a menor dose e o menor número de pessoas expostas possível). Principio da limitação da dose individual – nenhum trabalhador sujeito a radiações deve ser exposto sem que: seja necessário, tenha conhecimento dos riscos radiológicos associados ao seu trabalho, e esteja adequadamente treinado para o desempenho seguro das funções. A probabilidade de efeitos estocásticos não pode ser eliminada totalmente, então a política é evitar fontes necessárias de exposição. Atualmente a tendência mundial tem sido a de adotar limites ainda mais restritivos. Controle de exposição Tempo de exposição – prevenção do acúmulo desnecessário de dose, pela redução do tempo de permanência na proximidade de fontes, uma vez que a dose acumulada é diretamente proporcional ao tempo de exposição. Distância da fonte – atenuação da radiação baseada na lei do inverso do quadrado da distância. Blindagem – atenuação da radiação, por meio de anteparos de concreto, chumbo, aço. A determinação da espessura e material adequado para confecção desses dispositivos depende do tipo e da intensidade da radiação. EPIS: jalecos ou macacões, equipamento de proteção respiratória, biombos, aventais de chumbo e outras blindagens específicas para determinados órgãos, luvas e sapatilhas. Treinamento Os programas de treinamento e reciclagem devem ser periodicamente ministrados em qualquer instalação que utilize radiação ionizante. Gerenciamento de resíduos radioativos Coleta, segregação, manuseio, tratamento, acondicionamento, transporte, armazenamento, controle e eliminação ou disposição final de rejeitos radioativos. Liberação de rejeito sólido no sistema de coleta de lixo urbano o valor de atividade específica de 74 Bq/g (2uCi/kg), qualquer que seja o radionuclídeo em questão. A excreta de pacientes internados com doses terapêuticas pode ser lançada na rede de esgotos sanitários. 25 Natalia Petry Os rejeitos devem ser classificados por radionuclídeos presentes, meias-vidas, atividade, taxa de exposição e tempo necessário, e características físico-químicas. Dependendo da quantidade de rejeito a ser armazenada, pode-se usar um cofre blindado ou uma sala dedicada ao armazenamento.
Compartilhar