ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΙΣΟΤΟΠΩΝ Τμήμα Χημικών Μηχανικών ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ 4. ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΙΑΤΡΙΚΗ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗ Ιωάννα Δ. Αναστασοπούλου Βασιλική Δρίτσα
ΑΔΕΙΑ ΧΡΗΣΗΣ Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς.
3 Τα τελευταία 20 περίπου χρόνια η πυρηνική ιατρική και πυρηνική φαρμακευτική εξελίχθηκαν ραγδαία. Η χρήση των ραδιοϊσοτόπων για διαγνωστικούς και θεραπευτικούς σκοπούς εφαρμόζεται ευρύτατα. Η απαίτηση ειδικών γνώσεων έχει δημιουργήσει αντίστοιχους κλάδους στην ιατρική και φαρμακολογία. Τα πλεονεκτήματα της χρήσης των ραδιοϊσοτόπων στην ιατρική είναι αρκετά γνωστά, παρόλο ότι είναι γνωστές και οι αρνητικές επιδράσεις. Ο χρόνος παραμονής του ραδιοϊσοτόπου στο σώμα και σε συγκεκριμένο όργανο του σώματος πρέπει να είναι αρκετός για την διάγνωση ή θεραπεία αλλά όχι μεγαλύτερος από ένα όριο, ώστε να μειώνεται η δόση ακτινοβολίας. Το είδος της εκπεμπόμενης από το ραδιοϊσότοπο ακτινοβολίας παίζει σημαντικό ρόλο για τον ασθενή. Τα ραδιοϊσότοπα τα οποία χρησιμοποιούνται στην ακτινοδιαγνωστική διαφέρουν από τα εκείνα που χρησιμοποιούνται στην θεραπευτική. Στην ακτινοδιαγνωστική επιδιώκεται το ραδιενεργό ισότοπο να εκπέμπει διεισδυτική ακτινοβολία, ώστε να διαπεράσει τους ιστούς και να προσβάλλει το φιλμ. Η δόση ακτινοβολίας να είναι η μικρότερη δυνατή, για να μην προκληθούν βλάβες. Αντίθετα για την καταπολέμηση των ασθενειών, επειδή πρέπει να καταστρέψουμε τους ασθενείς ιστούς η δόση ακτινοβολίας είναι μεγαλύτερη. Τα ευρέως χρησιμοποιούμενα ραδιοϊσότοπα είναι το 99m Tc και 131 I.
4 1.Τεχνίτιο Το 99m Tc παρασκευάζεται σε επιταχυντή από μολυβδαίνιο-98 με πρόσκρουση νετρονίων και σύγχρονη παραγωγή ακτίνας γ, το οποίο στη συνέχεια εκπέμποντας ακτίνα β μεταπίπτει στο μετασταθές ισοβαρές τεχνίτιο, σύμφωνα με την παρακάτω αντίδραση: (3.13) Το παραγόμενο μολυβδαίνιο μετά τον διαχωρισμό του μετατρέπεται σε ιοντική μορφή ως ΜοΟ 4 2-. Το ιόν αυτό διέρχεται από στήλη αλουμίνας (AI2O3) σε όξινο ph. Στη στήλη διαβιβάζεται διάλυμα NaCl 0,9 %. Το ΜοΟ 4 2- χάνοντας ένα ηλεκτρόνιο μετατρέπεται σε 99m TcO 4-. Το τεχνίτιο χρησιμοποιείται στην ιατρική σχεδόν για κάθε όργανο και επειδή έχει μεγάλο χρόνο ημιζωής (6,01 h), ώστε να προλαβαίνει κανείς να κάνει την διάγνωση, αλλά όχι τόσο μεγάλο για την έκθεση του ασθενούς σε ραδιενέργεια. Η χημική μορφή του 99m Tc καθορίζει και το είδος του εξεταζόμενου οργάνου.
5 2.Ιώδιο Υπάρχουν τρία ισότοπα του ιωδίου τα οποία χρησιμοποιούνται στην ακτινοδιαγνωστική: το Ι-131, το Ι-125 και το Ι-123. Η επιλεκτική δράση του ιωδίου για τον θυρεοειδή το καθιστά το πλέον εύχρηστο ραδιενεργό υλικό για τη διάγνωση και θεραπεία ασθενειών του θυρεοειδούς. Παράγεται από την επίδραση του τελουρίου ( 130 Te) με νετρόνια: (3.14) Ο χρόνος ημιζωής του 131 I είναι 8,04 d, εκπέμπει ακτίνες β και γ, και επομένως είναι καλό διαγνωστικό υλικό. Το 125 I παράγεται με σύλληψη ηλεκτρονίων από τη διάσπαση του 125 Xe: (3.15) To 125 I από μόνο του μπορεί να συλλάβει ηλεκτρόνια και να μεταπέσει σε Te-125 με χρόνο ημιζωής 60,1 d. Το I-125 χρησιμοποιείται λιγότερο στην ακτινοδιαγνωστική από ότι το I-131. Το ραδιοϊσότοπο 123 I έχει χρόνο ημιζωής 13,2 h, είναι πλούσιο σε πρωτόνια, παρασκευάζεται σε κύκλοτρο με διάφορες αντιδράσεις:
6 3.Θάλιο Είναι το κύριο ραδιοϊσότοπο που χρησιμοποιείται στην ακτινοδιαγνωστική της καρδιάς (τεστ κοπώσεως), επειδή έχει παρόμοιες χημικές ιδιότητες με το κάλλιο. Παράγεται κατά την φυσική διάσπαση του μολύβδου-201 ( 201 Pb) ή με βομβαρδισμό του μεταλλικού θαλίου με πρωτόνια: (3.16) Το Tl-201 έχει χρόνο ημιζωής 72,9 h και με σύλληψη ηλεκτρονίου μεταπίπτει σε σταθερό υδράργυρο ( 201 Hg). 4.Ξένο Επειδή το ξένο είναι αέριο χρησιμοποιείται κυρίως για την καταγραφή της κατάστασης του αναπνευστικού συστήματος. Επειδή εκπέμπει ακτίνες γ μικρής ενέργειας δεν είναι αρκετά ευαίσθητο υλικό. Έχει χρόνο ημιζωής 5,243 d, εκπέμπει ακτίνες β και γ και μεταπίπτει σε 131 Cs.
7 5.Γάλλιο Το ραδιενεργό 67 Ga, με χρόνο ημιζωής, παρασκευάζεται σε κύκλοτρο και μεταπίπτει σε ψευδάργυρο-67 ( 67 Zn) με σύλληψη ηλεκτρονίου. Χρησιμοποιείται στη διάγνωση καρκίνου των μαλακών ιστών με μορφή κιτρικού γαλλίου. Το ισότοπο 72 Ga παρασκευάζεται σε πυρηνικό αντιδραστήρα με βομβαρδισμό νετρονίων. Χρησιμοποιείται κυρίως στην διαγνωστική του καρκίνου των οστών και έχει χρόνο ημιζωής 14,10h.
ΧΡΗΜΑΤΟΔΟΤΗΣΗ Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα Ε.Μ.Π.» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.