Radionuklid

Obsah 1 Využití 2 Získávání 2.1 Výroba v cyklotronu 2.2 Jaderné reaktory 2.3 Radionulidové generátory 3 Diagnostické radionuklidy 3.1 99mTechnecium 3.2 67Galium 3.3 Jodové radionuklidy 3.4 18Fluor 3.5 Ostatní radionuklidy 4 Terapeutické radionuklidy 5 Odkazy 5.1 Související články 5.2 Použitá literatura

Nuklidy, které jsou schopné samovolné radioaktivní přeměny, nazýváme radionuklidy. Každý radionuklid má svůj typický poločas rozpadu a druh přeměny.

Některé radionuklidy, zvláště s vysokým jaderným číslem, se po rozpadu mohou dále přeměňovat (rozpadové řady) a tím zvyšovat radiační zátěž organismu.

Radionuklidy jsou v medicíně používány pro značení nejrůznějších látek, sledování jejich množství a metabolismu.

• kvantitativní metody sledují množství záření ze vzorku,
• kvalitativní metody slouží k určení rozložení radionuklidu (v orgánech, buňkách).

upravit Využití

Laboratorní metody založené na detekci záření (např. RIA) ustupují novým metodám (ELISA), které nevyužívají ionizující záření, neboť práce s radionuklidy vyžaduje nákladné zabezpečení a znamená vyšší riziko. Dříve ale byly jedinou cestou jak sledovat buněčné děje (syntéza DNA, metabolické dráhy, …).

Naprosto klíčovou roli hrají radioizotopy v nukleární medicíně, kde se používají k výrobě radiofarmak. Jejich rozložení je pak sledováno speciálními přístroji (např. PET, Gamakamera, …).

upravit Získávání

V dnešní době se používají pouze uměle připravené radionuklidy, které dosahují vysoké čistoty. Získavají se z:

• cyklotronů,
• jaderných reaktorů,
• radionuklidových generátorů.

upravit Výroba v cyklotronu

Kladně nabité částice (deuterony, protny, heliová jádra) jsou urychlena a naráží do terče, vyrobeného z „mateřských“ prvků. Jadernými interakcemi se zabudovávají do struktury cílových atomů a mějí jejich jaderná a protonová čísla → změna prvků. Po ozařování se z terče chemickými reakcemi uvolní radionuklid, zbylý „mateřský“ prvek nereaguje a neuvolní se.

Radionuklidy vyráběné v cyklotronech

• ¹¹¹In,
• ¹²³I,
• ²⁰¹Tl,
• lze vyrábět i jiné radionuklidy (např. ⁶⁷Ga), pro jejich získávání jsou ale vhodnější generátory (viz níž).

upravit Jaderné reaktory

Z jaderných reaktroů, štěpících nejčastěji ²³⁵U lze síkávat jednak radioizotopy izolací ze štěpných produktů, jedna lze využít vzniklých neutronů.

Neutrony, vzniklé štěpením uranu, jsou příliš rychlé, mají vysokou energii a při interakci s jádrem by došlo k jeho rozštěpení. Proto je nutné neutrony zpomalit (moderovat). Pomalé, tzv tepelné, neutrony se pak snadno spojují s jádrem, často za vyzáření fotonu γ.

Ze štěpných produktů se získávají odobné radionuklidy jako z neutronových interakcí. Při čištění se využívá různých chemických metod (destilace, chromatografie, precipitace). Lze ovšem získávat jen radionuklidy s delším poločasem rozpadu.

Radionukldy získávané z reaktorů nebo ozařováním neutrony

• ⁹⁹Mo,
• ⁵⁹Fe.

upravit Radionulidové generátory

Jsou, díky své ceně, velikosti, jednoduchosti a snadnému použití, nejvyužívanějším zdrojem radionuklidů.

upravit Diagnostické radionuklidy

upravit ^99mTechnecium

^99mTechnecium (zkráceně ^99mTc) je dnes nejčastěji používaným radioizotopem při scintilačních vyšetřeních. Písmeno m značí metastabilní stav jádra, které je na vyšší energetické hladině a při deexcitaci emituje γ fotony.

Oproti jiným radionuklidům má mnoho výhod. Snadno se získává rozpadem uměle připravovaného ⁹⁹molybdenu, který je nejčastěji umístěn v radionuklidovém generátoru. Energie jeho fotonů je 140 keV a poločas rozpadu asi 6 hodin, znamená tedy malou radiační zátěž pro organismus. Zároveň je jeho energie dostatečná k dobré detekci. Krátký poločas umožňuje podání radiofarmaka o vyšší aktivitě, čímž získáme lepší výsledky vyšetření (víc signálů).

Zpracování

^99mTc se získává z generátorů ve formě pertechnátu (technecistanu) TcO₄^-. Ten lze přímo využít při vyšetření štítné žlázy. Redukcí pertechnátu chloridem cínatým vzniká látka, která se velmi ochotně zapojuje do dalších chemických reakcí, čehož se využívá k připojení na nosič (označení látky).

upravit ⁶⁷Galium

⁶⁷Ga se ve formě ⁶⁷Ga-citrátu podává při vyšetření nádorů a zánětů. Specificky se vychytává v hepatocelulárním ca., lymfomech, maligním melanomu a v měkkotkáňových sarkomech. Rovněž se používá k vyhledávání zánětlivých ložisek. Může se ale také fyziologicky hromadit v aktivní tkáni thymu a štítné žlázy.

upravit Jodové radionuklidy

Nevázaný ¹³¹I je nejdéle používaným radionuklidem. Je to smíšený β a γ zářič. β složka radiačně zatěžuje tkáně a není scintigraficky detekovatelná, proto není ¹³¹I doporučován k diagnostickým vyšetřením. Hojně je využíván při terapii diferencovaných karcinomů štítné žlázy (ne medulárních!). Dávky s menší aktivitou se podávají při hyperaktivní strumě. γ složka záření je vhodná pro sledování průběhu terapie, případně vyhledávání metastáz.

V případě jaderných havárií je potřeba obyvatelstvu podat neradiokativní jód, kterým se štítná žláza vysytí. Jinak by došlo k záchytu radoaktivního jódu a ten by při rozpadu mohl vést ke vzniku malignit a těžkému poškození žlázy.

Nevázané¹²³I a ¹²⁵I lze využít k ryze diagnostickým záměrům, vychytávají se obdobně jako ¹³¹I. Ve vázané podobě se používají jako ostatní radionuklidy např. při značení monoklonálních protilátek (¹²⁵I-MoAb).

upravit ¹⁸Fluor

¹⁸F je pozitronový zářič. Ve formě ¹⁸F-FDG (fluordeoxyglukózy) je nejpoužívanějším radiofarmakem při PET vyšetřeních. Jeho nevýhodou je krátký poločas rozpadu, (urychlovače musí být blízko), vysoká energie anihilačního záření (2x 511 keV) a vysoké nároky na ochranu před zářením.

upravit Ostatní radionuklidy

Mezi další používané radionuklidy patří:

• ²⁰¹thalium;
• ¹¹¹indium;
• ¹¹C, ¹³C – krátký poločas rozpadu, využívány při scintigrafii plicní ventilace a při dechovém testu se značenou močovinou;
• ⁴⁵Ca – vyšetření metabolismu kostí;
• ³²P – sledování metabolických dějů v buňkách (např. syntéza DNA).

upravit Terapeutické radionuklidy

Radionuklidy, které se specificky vychytávají ve tkáních a prodělávají β přeměnu, jsou využívány v terapii některých nádorových onemocnění.

• ¹³¹I – diferencované karcinomy štítné žlázy;
• ⁸⁵stroncium – paliativní léčba kostních malignit.

Otevřené α zářiče se zatím terapeuticky neuplatňují. V současné době ale probíhají výzkumy, které by tuto skutečnost mohly změnit. α zářiče mají velmi malý dosah, při specifické aplikaci by ničily pouze nádorové tkáně. Ale jejich záření je natolik „tvrdé“ (vysoký LET → poškození tkání), že bychom pacientovi spíše přitížili.

upravit Odkazy

upravit Související články

• Radiofarmaka
• PET
• Scintigrafie

upravit Použitá literatura

• KUPKA, Karel, Jozef KUBINYI a Martin ŠÁMAL, et al. Nukleární medicína. 1. vydání. vydavatel, 2007. 185 s. ISBN 978-80-903584-9-2.