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UNIDAD 4: RADIOFRMACOS

1 INTRODUCCIN

-Un radiofrmaco (Rf) son aquellas sustancias radiactivas constituidas por un radioistopo Ri o radionclido Rn ligado a un compuesto qumico con una finalidad diagnstica o teraputica. Habitualmente se le denomina al Rf (radiofrmaco) pero se debera denominar radiotrazador (Rt) ya que no tiene ninguna funcin farmacolgica. El Rn es el emisor y se une al frmaco en un kit. De la unin del frmaco del kit con el Rn se obtiene el Rf. -Caractersticas que debe cumplir un radiofrmaco:

Bajo nivel de radiactividad, para evitar daos, pero suficiente para ser detectado.

Vida media (T1/2) corta para disminuir al mximo la contaminacin.

T1/2B o vida media biolgica o periodo de semidesintegracin biolgico breve, es el tiempo que tarda el organismo en eliminar la mitad del Rf administrado. Ha de ser rpido. Normalmente por va urinaria o fecal. Aunque tambin por el sudor, leche y respiracin en bajas proporciones.

Emisores puros de un solo tipo de radiacin.

Accesibilidad al rgano estudiado (in vivo) debe poseer la estructura qumica que le permita introducirse en el rgano o tejido a estudiar.

Para ser administrado a humanos deben cumplir todos los requisitos propios de los frmacos o drogas convencionales.

Especificidad Sin embargo, uno de los mayores retos de la medicina nuclear fue depositar la radiacin especficamente en el tejido daado. En el caso del 131 I no haba inconvenientes porque ste se dirige especficamente a la tiroides. Pero qu pasa con los otros radioistopos? Como la mayora son metlicos, tienen una cierta afinidad por los tejidos seos, depositando la radiacin en los huesos.

Una gran revolucin en la medicina nuclear fue la unin de los tomos radiactivos a una serie de molculas sencillas que tenan afinidad por ciertos tejidos. Fue as que en la dcada de 1960s nacieron los primeros radiofrmacos.

-Los radiofrmacos estn QUMICAMENTE constituidos por Rn unidos:

SALES

ESTRUCTURAS PROTICAS

AGENTES QUELANTES

SUSTANCIAS PROTECTORAS Y ESTABILIZADORES

SUSTANCIAS BACTERIOSTTICAS

SALES

Los radionclidos pueden encontrarse formando sales. Por ejemplo: - el I-131 suele encontrarse en forma de yoduro sdico. - el Fe-59 en forma de citrato

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usuarioNota adhesivaPREGUNTA EXAMEN QUE ES UN RADIOFARMACO.

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- el Na-24 en forma de cloruro sdico... ESTRUCTURAS PROTEICAS

Los Rn tambin puede hallarse unido a estructuras proteicas, como sucede con la seroalbmina o la protena yodada (tabla 1)

AGENTES QUELANTES Los Rn tambin pueden estar unidos a diferentes agentes quelantes (DTPA, EDTMP) DTPA el cido Dietilen-Triamino-PentaActico: es un agente quelante (molcula que captura metales), tiene una especificidad por los riones y, al ser unido a un radionclido como el Tc-99m, puede ser usado para evaluar la funcin renal. EDTMP: cido etilen-diamino-tetrametilen-fosfnico (EDTMP), tiene afinidad por los huesos, es unido al Samario-153 para tratar los dolores causados por la metstasis sea. MIBG: meta-yodo-bencil-guanidina. Por ejemplo: Gammagrafa de mdula suprarrenal con meta-yodo-bencil-guanidina (MIBG 123-I): Ejemplos de radiofrmacos y sus aplicaciones:

RADIONCLIDO FORMA QUMICA APLICACIN 82 Br Bromuro sdico (sales) Determinacin agua extracelular 47 Ca Cloruro clcico (sales) Metabolismo del calcio

51 Cr

Cromato sdico (sales)

Volumen celular Prdidas proteicas Supervivencia celular

57Co

Cianocobalamina(protena)

Anemia perniciosa Sd de malabsorcin

59 Fe Citrato (sales) Metabolismo del hierro

125 I

Protena yodada (protena) Seroalbmina(protena)

RIA Volumen plasmtico Prdidas proteicas

131 I

Seroalbmina (protena) yoduro sdico (sales)

Volumen plasmtico Flujo plasmtico renal

42 K

Rosa de Bengala Yodohipurato sdico (sales) Cloruro potsico (sales)

Funcin heptica y renal Metabolismo del potasio

24 Na Cloruro sdico (sales) Metabolismo del sodio 201Ta Cloruro (MIBG) (sales) Estudios cardiacos 67Ga Citrato de Galio (sales) Tumores y abcesos

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http://www.hcuz.es/c/document_library/get_file?uuid=7ec472d4-89fc-4981-9a88-d6e189f1c12c&groupId=10190 http://www.idecefyn.com.ar/radiofarmacia/Radionucleidos%20y%20Radiofarmacos.htm

SUSTANCIAS PROTECTORAS Y ESTABILIZADORAS Por otro lado se les suele aadir sustancias protectoras y estabilizadoras, como la gelatina o la seroalbmina. Con frecuencia se incluyen aditivos que preservan la esterilidad del preparado (sustancias bacterioestticas).

DESDE EL PUNTO DE VISTA FSICO, los radiofrmacos pueden presentarse:

Estado slido, habitualmente: pulverizado, encapsulado o en suspensin.

Soluciones coloidales.

Estado gaseoso (libre o en suspensin) como sucede con el Xe-133

2 CARACTERSTICAS DEL RADIOFRMACO IDEAL

-El factor que determina la eleccin de la molcula que se va a marcar es su afinidad por el rgano o sistema que se desea estudiar. -El mejor contraste en la imagen se consigue si la captacin del Rf es mxima en la zona estudiada y mnima en las estructuras colindantes. Esta relacin se conoce como figura de mrito, debe ser alta.

Donde Ao es la concentracin del frmaco en la zona estudiada y Af en las estructuras colindantes

-El radionclido debe tener un periodo de semidesintegracin efectivo corto pero suficiente para realizar el estudio deseado de forma completa, que depende de su T1/2 efectiva, que es la relacin entre su vida media fsica y biolgica segn la expresin:

T1/2 efectiva = T1/2 fsica x T1/2 biolgica T1/2 fsica + T1/2 biolgica

El periodo de semidesintegracin ideal resultara de multiplicar 0,693 por el tiempo de espera tras la administracin del Rf. Por ejemplo, si un Rf tarda 60 min en acumularse en el rgano diana, el trazador debera idealmente tener una vida media de 42 min. Esto es lgicamente un planteamiento terico que slo tiene un valor orientativo. -El tipo de desintegracin del Rn debe ser por un mecanismo de decaimiento por captura electrnica (CE), por transicin isomrica o por emisin positrnica. El tipo de desintegracin va ntimamente ligado al tipo de emisin producida. Las tres nombradas son tipos de desintegracin radiactiva que solo dan lugar a emisin de radiacin . Se evitan los Rn

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emisores - dado que no contribuyen a la obtencin de la imagen y s a aumentar la dosis de radiacin absorbida por el paciente. En ningn caso se administra emisores . -La emisin energtica del Rn se sita prxima a los 150 keV. Aunque la gammacmara es capaz de detectar valores energticos en un amplio intervalo entre 80 y 400 keV, su valor ptimo de deteccin se sita alrededor de 150 keV. La deteccin positrnica con fotones de 511 keV se realiza con equipos especiales diseados para este fin. -El marcaje del Rf con elevada eficiencia y estabilidad. La eficiencia del marcador valora el porcentaje de Rf correctamente marcado con mnima presencia del tecnecio libre o hidrolizado. La estabilidad del marcaje garantiza la integridad del Rf el tiempo suficiente para realizar la exploracin. En este sentido algunos compuestos marcados se descomponen por la radiacin emitida por el Rn. Este fenmeno se produce por la rotura de los enlaces por la accin directa de la radiacin (autorradilisis) o por la accin de radicales libres generados por efecto de la radiacin en el solvente (radilisis indirecta).

La radilisis es directamente proporcional a la actividad especfica, a la energa de la radiacin y al perodo de semidesintegracin.

Para asegurar la administracin de un Rf en correcto estado es fundamental realizar controles de calidad y, una vez preparado, minimizar el tiempo hasta su administracin al paciente.

-Los componentes que integran el Rf deben reunir fcil disponibilidad y economa.

No es fcil reunir todas estas caractersticas sealadas. En gran medida los avances de la MN corren paralelos al diseo de nuevos Rf que consigan reunirlas. Actualmente casi el 90% de los Rf utilizados en MN est marcados con Tc-99m. (Tabla 3.6)

Desde la introduccin de la gammacmara, la evolucin de los mtodos diagnsticos con Rn est sujeta a la evolucin de dos variantes:

a) la instrumentacin b) el desarrollo de nuevos Rf.

Ambas se relacionan ntimamente entre s, pues es posible que nuevos frmacos obliguen al desarrollo de nuevos instrumentos y viceversa.

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3 VAS DE ADMINISTRACIN

La forma fsica y la va de administracin de los Rf depende del tipo de estudio para el que se van a utilizar. Se diferencian varias vas de administracin:

3.1 Administracin oral:

Generalmente en forma de suspensiones o cpsulas de gelatina que al disolverse en el estmago liberan el trazador evitando la irradiacin de la boca o el esfago.

Por ejemplo: el 131I, en forma de yoduro sdico o el 57Co, formando parte de la vitamina B12.

3.2 Administracin parenteral intravenosa:

Es la va de administracin ms frecuente. -Atendiendo a la forma fsica de presentacin se diferencian:

3.2.1 Soluciones verdaderas:

Son mezclas homogneas de una o ms sustancias (soluto) dispersas en un medio disolvente (solvente). Las disoluciones verdaderas se diferencian de las coloidales y de las suspensiones en que las partculas del soluto son de tamao molecular y se encuentran dispersas entre las molculas del disolvente. Observadas a travs del microscopio, las disoluciones aparecen homogneas y el soluto no puede separarse por filtracin. Este grupo incluye la mayora de los Rf, desde sales inorgnicas, como el 201Tl cloruro o el 131INa, a quelatos como el 99mTc-MDP, 99mTc-DTPA, etc.

3.2.2 -Soluciones coloidales:

Las partculas de dimensiones coloidales varan entre 0,0001 y 0,5 m y es el caso del 99mTc-sulfuro coloidal (SC).

3.2.3 Suspensiones:

Incluyen: - los microagregados, de tamao comprendido entre 0,5 y 1 m -los macroagregados, de tamao comprendido entre 1 y 50 m -las microesferas formadas por partculas mayores de 50 m. Los agregados y microesferas de albmina utilizados en gammagrafa de perfusin pulmonar son un ejemplo de esta forma fsica.

3.2.4 Elementos celulares de la sangre:

Como es el caso de los leucocitos marcados con los quelatos del 111In (fundamentalmente la oxina) y, sobre todo, con el 99mTc-HMPAO, 51Cr hemates, 111In plaquetas, etc.

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3.3 Administracin inhalatoria:

Esta va se utiliza fundamentalmente en los estudios de ventilacin pulmonar realizados con: -gases radiactivos: 133Xe, 81mKr, -aerosoles: 99mTc-DTPA -partculas ultrafinas de carbono, es el ms frecuente (Technegas)

3.4 Administracin intratecal:

Se realiza por puncin lumbar introduciendo un trocar en el espacio que separa la tercera de la cuarta vrtebra lumbar y administrando un Rf en el espacio subaracnoideo. Prcticamente slo se utiliza en la cisternogammagrafa con 99mTc-DTPA o 111In-DTPA.

3.5 Administracin subdrmica e intradrmica:

Se utiliza en la bsqueda del ganglio centinela con 99mTc-nanocoloides y sonda , fundamental para la determinacin de metstasis ganglionares en cnceres de mama y en melanomas para limitar la linfadenectoma a aquellos casos con metstasis confirmadas.

4 MECANISMOS DE LOCALIZACIN DE LOS RADIOFRMACOS

Se define mecanismo de localizacin aquel que permite al Rf concentrarse en la regin que se desea estudiar a travs de su mecanismo de accin. La utilizacin de Rf exige que estos se integren en una funcin o sistema orgnico que se pretende estudiar, para ello es necesario conocer, lo ms profundo posible, de la fisiologa del mismo. En base a ello podemos determinar la dosis precisa que es capaz de tal integracin y la cantidad de radiacin que afectar al mismo, y al mismo tiempo descubriremos la normalidad o anormalidad del sistema. -Un trazador sera una sustancia identificable, que se integra en un sistema objeto de estudio, del que forma parte otra sustancia parecida al trazador y que funcionalmente es indistinguible del mismo. La diferencia entre ambas sustancias radica en los atributos radiactivos del trazador, que lo hacen detectables desde el exterior. Los trazadores utilizados en MN no siempre consiguen una identidad funcional con las sustancias naturales, pero intentan acercarse a ese objetivo.

El transporte in vivo de los compuestos marcados se ve condicionada por las caractersticas de la molcula portadora del Rn. As la absorcin, transporte, captacin, excrecin y biodisponibilidad variarn en funcin de las propiedades de esa molcula. Nuestro objetivo es aplicar la molcula apropiada para el estudio de cada funcin especfica, los mecanismos de localizacin de cada molcula son los que van a permitir un estudio orgnico morfolgico, funcional o ambos. Los ms destacados son:

4.1 Difusin simple:

Incluye todos los mecanismos de localizacin de Rf que ocurren por procesos pasivos a favor de gradiente de concentracin y sin que se vean limitados por las distintas barreras orgnicas (membranas).

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-Normalmente, con posterioridad a esta difusin pueden sufrir modificaciones moleculares que impidan su nueva difusin. Este parece ser el caso de la localizacin intracelular del 99mTc-HMPAO utilizado en las gammagrafas seas alcanza inicialmente por difusin simple el esqueleto, localizndose despus por adsorcin del Rf en las superficie de los cristales de hidroxiapatita. El 133Xe sufre igualmente difusin pasiva, utilizado en los estudios de ventilacin pulmonar que difunde hasta los alveolos pulmonares hasta alcanzar el equilibrio con el gas radiactivo contenido en el tambor del espirmetro y difunde al torrente circulatorio.

4.2 Transporte activo

Otros radiofrmacos se localizan en un rgano a travs de sistemas de bombeo celular especficos. Por este mecanismo un trazador es incorporado a un proceso metablico especfico de un rgano concreto, permitiendo no slo un buen estudio morfolgico, sino tambin un adecuado diagnstico funcional. Como ejemplo clsico podemos citar el caso del yodo radiactivo (123I, 131I,) que, una vez absorbido desde la sangre por la bomba de yoduros, la misma con la que absorbemos el iodo de los alimentos, y entra a formar parte de la sntesis hormonal tiroidea normal igual que el elemento no radiactivo que se incorpora habitualmente en la dieta. El 99m Tc- pertecnetato, es igualmente incorporado por la glndula tiroidea por los mismos mecanismos que el yodo, permitiendo estudios de dicho rgano. Este mismo Rn es captado tambin por transporte activo en glndulas salivares y mucosa gstrica, siendo por ello til en el estudio del divertculo de Meckel Es una bolsa en la pared de la parte inferior del intestino que est presente al nacer (congnito). El divertculo puede contener tejido que es idntico al tejido del estmago o del pncreas. y de la morfologa y funcionalismo de las glndulas citadas.

4.3 Bloqueo capilar:

-Es el mecanismo de localizacin de los Rf formados por partculas de gran tamao en suspensin, por va intravenosa.

-Normalmente poseen un dimetro entre 10 y 60 m, lo que es superior a la luz capilar (7m). De esta forma, tras su administracin se logra una verdadera microembolizacin al quedar atrapadas en el primer filtro capilar, es decir, el rbol capilar del sistema de la arteria pulmonar. Las partculas no penetran en el parnquima pulmonar pero ocluyen los capilares reflejando la distribucin regional del flujo sanguneo. -Dado el n de partculas inyectado (200000- 700.000), se produce la obstruccin, pasajera, de uno de cada capilares del territorio expuesto, lo cual carece de repercusiones hemodinmicas, incluso, en condiciones extremas de hipoperfusin. El procedimiento no es peligroso, ya que solamente 1 de cada 200-1000 capilares pulmonares emboliza, sin que esto tenga repercusin en el flujo pulmonar. Adems a las 2-8 horas de promedio, las partculas se disgregan, atraviesan la barrera capilar, alcanzan la circulacin sistmica y son retiradas por fagocitosis de las clulas de Kupffer del hgado. -Cuando la distribucin del flujo es normal, el compuesto se distribuye por todo el pulmn segn los gradientes fisiolgicos, cuando el flujo zonal se altera, las reas de flujo reducido son alcanzadas por una cantidad proporcionalmente menor de partculas.

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Mediante esta tcnica se realizan estudios de perfusin pulmonar con macroagregados o microesferas de albmina. As se consigue no slo una informacin morfolgica sino tambin una medida real de la perfusin.

4.4 Fagocitosis

Este es el mecanismo de localizacin de aquellos Rf que constituyen suspensiones coloidales con un dimetro de partculas inferior a una micra. Estas partculas circulan libremente por cualquier porcin del rbol vascular y son captadas activamente, al ser reconocidas como extraas, por las clulas fagocitarias del sistema reticuloendotelial o sistema monolito-macrfago, que se encuentran fundamentalmente en el hgado, bazo y mdula sea.

En este mecanismo se basan las exploraciones de morfologa hepatoesplnica y la linfogammagrafa. Como coloides suelen utilizarse suspensin coloidal de fitato de 99mTc y sulfuro de renio o antimonio. Otros Rf utilizados previamente fueron el 198Au coloidal y los microagregados de albmina humana marcados con 131I.

4.5 Secuestro celular

Dado que el bazo es el rgano encargado de extraer de la circulacin los hemates envejecidos o daados, podremos obtener imgenes esplnicas puras y no hepatoesplnicas si administramos estas clulas marcadas y alteradas. El marcaje se realiza con 99m Tc y reinyectados. La alteracin celular se puede hacer por dos mtodos diferentes:

a) trmico, sometiendo los hemates brevemente a T de 49 o 50 C durante 20 minutos

b) qumico, por accin del BMHP ( 1-bromo, 2-mercuri- hidroxipropano).

4.6 Localizacin compartimental

Es la que ocurre con aquellos Rf que, una vez introducidos en un compartimento orgnico, no difunden ni sufren transporte activo hacia el exterior del mismo. Tal es el caso de la albmina marcada con 99m Tc en los estudios relacionados con el torrente circulatorio, o del DTPA- 99m Tc en la cisternografa cerebral, tras su administracin intravenosa o intretecal respectivamente.

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Tambin los hemates adecuadamente marcados con 99mTc se convierten en trazadores de pool vascular e indirectamente de la funcin ventricular del corazn (ventriculografa isotpica).

4.7 Difusin intercambiable

Se produce por la intervencin de un sistema de bombeo presente en la membrana de todas las clulas: la ATPasa Na/K. Este sistema es un transporte activo que con el consumo de energa permite atravesar la membrana celular a determinados elementos contra su gradiente electroqumico, concretamente permite la entrada de K+ en la clula acompaada de la salida de Na+ hacia el espacio extracelular. Algunos Rf aprovechan su analoga estructural con el K+ para utilizar el mismo sistema de bombeo. Es el caso del 201Tl, catin similar al K+, que penetra en las clulas bombeado por la ATPasa Na/K, se usa en el diagnstico del IA miocardio.

5 KIT FRO

Los kits fros son preparados de la industria farmacutica que contienen la molcula que se desea marcar, sin Rn. Por tanto, no son radiactivos y de ah el calificativo de fros. El marcaje se realiza en el mismo momento en que se va a adquirir el estudio adicionando al vial el Rn adecuado, frecuentemente 99mTc. Un kit fro es un vial de vidrio incoloro de unos 10 a 15 ml (vial tipo I de la farmacopea europea) cerrado con una tapa de goma y con cpsula de aluminio. Elementos que contiene, bsicamente son tres elementos:

1- La molcula a marcar: que se elige por su afinidad por el rgano o sistema que se desea estudiar. 2- El agente reductor: habitualmente cloruro de estao, fundamentalmente para reducir la valencia

del Tc recin eluido, aumentar su reactividad qumica y permitir el marcaje.

3- Estabilizadores: como el cido gentsico y el cido ascrbico, que evitan la degradacin del preparado, actan como agentes antioxidantes y limitan el fenmeno de radiolisis.

Agentes bacterioestticos, como el alcohol benclico al 0,9%

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En algunos casos, como en microesferas de albmina, con agentes tensioactivos (Tween-80), -La solucin se ajusta a un pH ligeramente cido (entre 5 y 7/ y una vez preparada es liofilizada, se purga el interior del vial y se cierra hermticamente. -De este modo, los kits pueden almacenarse durante largos periodos de tiempo sin especiales precauciones, habitualmente es suficiente un ambiente fresco de 2 a 8 C, y estn listos para ser utilizados aadindoles pertecnetato.

5.1 MARCAJE

5.1.1 Mecanismos de marcaje

El proceso por el que un Rn se une a la molcula seleccionada del kit fro se denomina marcaje. Dependiendo del Rn utilizado se diferencian varios mecanismos de marcaje: 1.1 Introduccin de un cuerpo extrao: a la

molcula que se va a marcar se hace, generalmente, por la formacin de enlaces covalentes. Es el procedimiento habitual en los servicios de MN.

1.2 Si el Rn es un istopo de un elemento qumico estable que forma parte de la molcula que se va a marcar, el marcaje se puede realizar de tres formas segn las caractersticas del compuesto: por reacciones de intercambio isotpico, por sntesis qumica o por biosntesis

5.2 Marcaje con tecnecio del kit fro

En la prctica, el nico procedimiento de marcaje que se realiza de modo habitual en el hospital es la introduccin de un marcador extrao y casi siempre se trata del 99mTc. El Tc es un metal de transicin perteneciente al grupo IV B y tiene un nmero atmico Z de 43. En la naturaleza no existen istopos estables, siendo los estados de valencia ms estables los 7+ y 4+, mientras que los de 2+, 3+,5+ y 6+ son muy inestables y difciles de obtener. Recordemos que la valencia valora la capacidad de un tomo para combinarse con otro. Se mide por el nmero de electrones que es capaz de ganar (valencia negativa), perder (valencia positiva) o compartir (covalencia) con el fin de adquirir une estructura estable. -El Tc eluido del generador como pertecnetato de sodio es radiactivo pero presenta poca tendencia a reaccionar con otras sustancias (es poco reactivo) y, por tanto, intil para el marcaje. Esto se debe a que el Tc recin eluido posee una valencia 7+, en su papa ms externa no tiene electrones para compartir o ceder. -Para que el marcaje sea posible hay que reducirlo previamente hasta estados medios para proceder a la reduccin del pertecnetato desde valencia +7 a valencia +4 ganando electrones, de tal forma que ya dispone de electrones para compartir. Para la reduccin se utiliza como agente reductor el cido ascrbico ms hierro en forma de cloruro frrico, cido clorhdrico concentrado, sulfuro ferrosos,pero el ms utilizado es el cloruro de estao. Esta sustancia acta como agente reductor al reaccionar con el Tc. El proceso requiere un medio ligeramente cido, condicin que cumple el kit fro.

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La cantidad de tomos de Tc en el eluido es muy pequea (aproximadamente 10-9) y bastara una pequea cantidad de cloruro de estao para lograr la reduccin del Tc. Sin embargo, se aade gran cantidad para asegurar la reduccin completa, de tal forma que la proporcin de iones Sn/Tc es muy grande (del orden de 106). -Las especies reducidas del Tc son muy reactivas y se combinan con una gran variedad de compuestos, unindose a los grupos OH, -NH2, -COOH, -SH y formando enlaces covalentes. La comparticin de pares de electrones comunes permite un enlace suficientemente firme. -En presencia de oxgeno o cualquier agente oxidante el Tc reducido puede ser fcilmente oxidado. Si esto sucede, parte del Tc no se unir al frmaco y el marcaje habr fracasado, con abundante presencia de Tc libre (es decir, no unido al frmaco) que no sigue la cintica corporal del Rf. Por esta razn, los componentes marcados con Tc no deben contener oxgeno ni agentes oxidantes, se incorporarn antioxidantes en el kit fro, y al realizar el marcaje debe evitarse la inyeccin de aire en el vial. -Tambin puede ocurrir que el Tc reducido reaccione con el agua producindose la hidrlisis de sta originando la aparicin de diversas especies hidrolizadas. La hidrlisis depende del pH y de la presencia de otros agentes. Esta hidrlisis disminuye la eficiencia del marcaje y origina la formacin de coloides que no siguen la cintica del Rf. -Por otro lado, el cloruro de estao puede sufrir, dando lugar a coloides que posteriormente pueden ser radiomarcados por el Tc durante el proceso de quelacin. Por ello, se aade un cido para prevenir la hidrlisis del estao antes de la reduccin del tecnecio. -Podemos resumir indicando que, en las preparaciones de compuestos marcados con Tc, se pueden encontrar tres tipos de especies radioqumicas:

Tecnecio libre, que est en la forma qumica de pertecnetato y que es el resultado de no haber sido reducido por el estao durante el proceso de marcaje. En la imagen gammagrfica genera el artefacto de la visualizacin no deseada de las glndulas de saliva, tiroides y/o mucosa gstrica al ser captado por estas estructuras.

Tecnecio hidrolizado, en el que se incluyen las formas hidrolizadas del Tc y el Tc que se une al estao hidrolizado y que se comporta o da lugar a coloides. Estos coloides son retenidos por las clulas del sistema reticuloendotelial del hgado y bazo pudiendo determinar su visualizacin indeseada en la imagen gammagrfica.

Tecnecio unido a la molcula que se va a marcar, que es la forma deseada y til para la exploracin mdica.

5.3 Marcaje celular

-En algunas exploraciones isotpicas se utilizan como radiotrazadores clulas sanguneas marcadas con distintos Rn. En la actualidad los ms utilizados son:

- Quelatos del 111In (oxina, tropolona y MERC)

- 51Cr-cromato sdico

- 99mTc-HMPAO. -Habitualmente son clulas del mismo paciente, aunque en ocasiones se utilizan las de un donante.

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Como los Rn disponibles no presentan ningn tipo de selectividad celular, para marcar un tipo celular determinado hace falta separarlo previamente y proceder despus al marcaje. Por ello, en el proceso de marcaje celular se diferencian dos fases: la separacin celular y el marcaje propiamente dicho. La tcnicas de separacin celular van encaminadas a obtener una fraccin celular lo ms pura posible, sin contaminacin con otros tipos celulares y sin tener que recurrir a tcnicas tan sofisticadas que sean imposibles de realizar de forma sistemtica. La separacin puede realizarse mediante sedimentacin espontnea o inducida por agentes qumicos, centrifugacin, centrifugacin bajo gradiente discontinuo de densidad, Una vez separadas las clulas y, por tanto, obtenido un botn celular, ste debe ser resuspendido e incubado con una cantidad adecuada del Rf marcador. El marcaje de hemates se suele hacer con Tc y no es necesario separar previamente las clulas, ya que la unin del Tc a las protenas del plasma es escasa y los hemates representan el 95% del total de clulas circulantes.

5.3.1 Marcaje de HEMATES

Se puede hacer mediante varios tipos de tcnicas , aqu comentaremos exclusivamente el marcaje in Vitro. El marcaje in Vitro de los hemates, se realiza mediante la incubacin previa de la sangre con el in Sn++. Este catin atraviesa la membrana celular y se fija en el citoplasma. Posteriormente se aade el 99mTc-pertecnetato, que tambin difunde al interior de la clula, y una vez dentro, sufre la reduccin por el Sn++ a formas reducidas (Tc4+) que se unen a la hemoglobina. Los hemates tambin pueden marcarse con 51Cr, que, en forma de cromato (Cr 5+), difunde a travs de la membrana celular. En el interior de la clula se reduce a Cr3+, que se une a la cadena de la hemoglobina. Este marcaje es muy estable y slo se utiliza para aquellos estudios que duren varios das (por ejemplo eritrocintica).

5.3.2 Marcaje de LEUCOCITOS

Se realiza con quelatos de 111In o con 99mTc-HMPAO. Ambos son liposolubles y logran difundir a travs de la membrana celular. En el interior de la clula forman compuestos estables con las glucoprotenas citoplasmticas.

5.3.3 Marcaje de PLAQUETAS

Se realiza con quelatos de 111In. La tcnica de marcaje incluye, como se ha indicado, una primera fase de separacin celular y una segunda de marcaje propiamente dicho. La primera fase permite obtener un volumen concentrado de plaquetas y, para ello, la tcnica ms utilizada de forma habitual es la centrifugacin en dos fases.

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Hay que sealar que esta fase de separacin es crtica ya que la velocidad (expresada en giros) con la que se realice la centrifugacin condiciona, por un lado, una separacin mayor o menor de plaquetas en funcin de su tamao y, por otro, y ms importante, puede condicionar la degranulacin de stas y la prdida de sus caractersticas funcionales. Adems, para que las plaquetas conserven su funcionalidad deben estar en un ambiente adecuado en el que el pH del medio es trascendental. Una vez obtenido el botn plaquetario, ste se puede marcar con cualquiera de los quelatos del 111In. Cada uno de stos, adems de compartir una serie de caractersticas comunes, presenta otras caractersticas diferenciales que son importantes durante la tcnica de marcaje. Las plaquetas marcadas se utilizan para muy diversos estudios, con y sin imagen:

Con imagen: deteccin de zonas de trombosis vascular (tromboflebitis) o lesiones que presenten depsito de plaquetas (endocarditis verrugosas, prtesis valvulares,) as como la deteccin del rechazo en trasplantes, fundamentalmente rin.

Sin imagen: cintica plaquetaria, que permite conocer la vida media de las plaquetas as como su distribucin y zonas de depsito normal y/o patolgico en el organismo.

-Se vislumbran nuevas tcnicas de marcaje celular muy prometedoras, como la posibilidad de marcar clulas in vivo directamente gracias al desarrollo de anticuerpos monoclonales (AcMo) que se unen especficamente a ciertos antgenos presentes en la membrana celular. Estos Ac se marcan con 99mTc o con 111In y se administran por va intravenosa evitando la extraccin previa de sangre y la separacin celular. En la actualidad se utilizan con cierto xito anticuerpos antigranulocitos. El correcto marcaje celular o de la molcula del kit permite obtener un Rf adecuado para el estudio gammagrfico.

6 CONTROL DE CALIDAD DE LOS RADIOFRMACOS

Puesto que los Rf son para uso en humanos, deben cumplir unas condiciones de calidad adecuadas: por un lado todos los requisitos exigidos a cualquier frmaco y, por otro lado, los requisitos especiales referentes al Rn y al producto qumico utilizado. Todos los RF deben ser sometidos a test de dos tipos:

Controles fisicoqumicos Controles biolgicos

Caractersticas fsicas (color, transparencia) Caractersticas qumicas:

pH y osmolalidad

Pureza radionclida

Pureza radioqumica

Radioensayo

Pureza qumica

Esterilidad

Pirogenicidad

Toxicidad

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6.1 Controles fisicoqumicos

Se refieren al nivel de impurezas radionucleidas y radioqumicas, determinacin de pH, osmolalidad y estado fsico del Rf.

6.1.1 Caractersticas fsicas

La apariencia fsica del Rf es muy importante, de modo que debemos estar familiarizados con ella. Es necesario conocer el aspecto de cada uno de los Rf empleados, as como su color y la transparencia de la preparacin. En general, los preparados marcados con Tc son transparentes, incoloros o poco coloreados y claros, salvo los preparados de microesferas y macroagregados de albmina, que son blancos. Cuando en la preparacin existen formas hidrolizadas del Tc o del estao, se observa un aspecto algo turbio, segn el tamao de las partculas formadas.

6.1.2 pH y osmolalidad

Todos los Rf deben presentar una concentracin apropiada de iones +H, es decir, un pH adecuado. EL pH ideal sera el de la sangre (7,4), pero a veces las necesidades de conservacin obligan a alejarnos de este valor. El alejamiento del pH del Rf del valor 7,4 no supone un problema, ya que la sangre tiene una gran capacidad amortiguadora y permite que el pH del producto inyectado vare de 2 a 9. Para analizar el pH de la solucin se puede usar un pHmetro o evaluarlo mediante tiras colorimtricas de pH. Los Rf, adems, deben ser isotnicos y de concentracin osmolal adecuada para ser inyectados o administrados a humanos; la conductimetra es la tcnica utilizada para controlar este parmetro.

6.1.3 Pureza radionclida

Se define como la fraccin de la actividad total que se encuentra en la forma del nclido deseado presente en el Rf. En el caso de los Rf marcados con Tc, las impurezas radionclidas son debidas, fundamentalmente, a la presencia de 99Mo. La pureza Rn puede medirse basndonos en las propiedades fsicas o qumicas de cada uno de los nclidos presentes (control de calidad del generador). La presencia de pequeas cantidades de Rn de vida media larga es difcil de detectar en presencia de amplias cantidades de otro de vida media corta. En estos casos, se deja decaer al de la vida media corta y luego se mide el de la vida media larga.

6.1.4 Pureza radioqumica

Se define como la proporcin de actividad total presente en la forma qumica deseada. Las impurezas radioqumicas se deben a la alteracin producida en el Rf por la accin del solvente, temperatura, pH, luz o radilisis. En los compuestos marcados con Tc, las impurezas radioqumicas son el Tc libre y el Tc hidrolizado. Las impurezas radioqumicas dan lugar a una baja calidad de la imagen gammagrfica por la pobre localizacin del Rf en el rgano de inters y al alto fondo.

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La pureza radioqumica se determina mediante diversas tcnicas analticas como la precipitacin, la cromatografa, la electroforesis, la extraccin con solventes, En el caso de los Rf marcados con Tc, la tcnica ms utilizada es la cromatografa, ya sea en papel o en capa fina, y la extraccin en fase slida. (al final del tema cromatografa).

6.1.5 Pureza qumica

Es la fraccin de material que existe en la forma qumica deseable, est o no marcada (frmaco marcado y sin marcar). Se deben a la rotura del material antes o despus del marcaje, su adicin durante los procesos de marcaje, etc. La presencia de impurezas qumicas puede interferir con el marcaje o en la utilidad de la imagen obtenida con el Rf, y otras veces supone toxicidad.

6.1.6 Radioensayo

El radioensayo de un Rf es el corazn de cualquier operacin radiofarmacutica. En este proceso se debe determinar y medir la actividad que debe administrarse a un individuo concreto. El clculo de la actividad debe realizarse segn tablas de dosis que atienden al peso y la talla del individuo y, en el caso de nios, las dosis deben ser menores que las del adulto y calculadas utilizando tablas o frmulas adaptadas. La medida de la dosis que se debe administrar se mide con el calibrador de dosis. El medidor debe calibrarse y chequearse peridicamente mediante la medida del fondo y de un patrn de calibracin.

6.2 Controles biolgicos

Se refieren a la esterilidad, ausencia de pirgenos y toxicidad del material.

6.2.1 Esterilidad

Indica la ausencia de cualquier tipo de bacteria o microorganismo en la preparacin. Los mtodos habituales para esterilizar los preparados son la esterilizacin en autoclave y la filtracin por membrana, segn el producto que se va a esterilizar sea termoestable o termolbil. Para demostrar que el preparado radiofarmacutico carece de microorganismos, se deben realizar una serie de test microbiolgicos o mediante un test rpido (mtodo de la glucosa-14C).

6.2.2 Pirogenicidad

La apirogenicidad es la falta de capacidad del Rf para producir fiebre. Esta sera producida por productos procedentes de los microorganismos, como polisacridos y protenas, que son de tamao menor de 1 , estables al calor y solubles en agua. La reaccin de pirogenicidad tiene lugar a los 30 minutos a 2 horas de la administracin del Rf y persiste durante unas 10-12 horas.

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Para conocer la pirogenicidad de un preparado se deben hacer estudios en animales (inyeccin a un conejo) o utilizar el test del limulus polyphemus, que se basa en la formacin de un gel opaco cuando se mezclan los pirgenos existentes en la preparacin con el lisado de amebocitos sanguneos del limmulus poliphenus.

6.2.3 Toxicidad

Antes de utilizar cualquier frmaco en humanos se debe establecer su toxicidad y la dosis txica, tanto de forma aguda como crnica. Estos test se realizan en animales y permiten conocer las alteraciones txicas que pueden aparecer y calcular la dosis letal 50 (DL50). Las pruebas de toxicidad se realizan en distintas especies animales, administrando determinadas dosis del preparado a los largo de un tiempo comprendido entre 2 y 6 semanas. Los animales luego son sacrificados e investigado cualquier cambio patolgico en sus rganos. Una magnitud que define correctamente el efecto txico es la DL 50/30: que es aquella dosis para la que se observa un 50% de mortalidad en los 30 das siguientes a la administracin. En caso de los Rf dada la nfima concentracin a la que se administra el istopo radiactivo, la toxicidad del producto sera prcticamente atribuible solo al frmaco, y tambin ste se encuentra en muy pequeas cantidades.

7 CROMATOGRAFA (CR)

Es un mtodo de separacin de los constituyentes de una mezcla de acuerdo con diferencias especficas de las caractersticas fisicoqumicas de los componentes. En la CR en papel, las caractersticas fsicas que determinan la separacin son la velocidad de difusin, la solubilidad del soluto y la naturaleza del solvente. En la CR en capa fina, al igual que en la CR en papel, depende de la velocidad de difusin y solubilidad de la sustancia de inters en los solventes, a medida que los componentes se desplazan a travs de medios como, por ejemplo el gel de slice. Finalmente en la extraccin en fase slida se basa en la transferencia de un soluto desde un solvente hasta otro solvente inmiscible, dejando que el soluto se distribuya equilibradamente entre las dos fases del solvente. Como los mtodos ms utilizados son la CR en papel y en capa fina y ambos se basan en principios muy parecidos, describiremos como se realizan ambos. Normalmente el soporte o fase fija, sobre el que se desarrolla la CR (papel de filtro para la CR en papel o un aplaca de vidrio o de plstico sobre la que se deposita una delgada capa de gel de slice, gel de policrilamida, etc. Para la CR en capa fina (ITLC) se cuelga en posicin vertical y se sumerge parcialmente en un disolvente. El disolvente o fase mvil se desplaza en sentido ascendente a travs del soporte por accin capilar. Sobre el soporte, justamente por encima del nivel del disolvente, se aplica una gota de la sustancia que hay que fraccionar (a este punto lo denominamos origen), la cual se seca antes de introducir el soporte en el recipiente que contiene el disolvente. A medida que ste se desplaza hacia arriba por el soporte, las diversas fracciones de la muestra se mueven a velocidades diferentes en funcin de las solubilidades relativas de los componentes de la muestra, la polaridad del disolvente y las polaridades de los solutos de inters.

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Este comportamiento caracterstico de cada sustancia viene definido por su valor Rf (definido como la relacin entre la distancia recorrida por la sustancia en cuestin con respecto a la distancia recorrida por el disolvente), que siempre tendr un valor de 1. Una vez completada la separacin y el solvente ha ascendido hasta cerca del extremo de la tira del soporte (a este punto lo denominamos frente), se saca, se seca y se corta el soporte por la mitad, y se procede a medir la radiactividad presente en cada trozo. (fig 7.3). En funcin de la fase fija o soporte y de la fase mvil o disolvente que se utilice para desarrollar la CR, sta nos permitir separar distintos componentes de la mezcla en funcin de su Rf caracterstico. En nuestro caso, los distintos componentes que se deben separar sern las distintas especies radioqumicas del Tc (TC unido, Tc libre y Tc reducido) (tabla 7.4)

1 INTRODUCCIN ......................................................................................................................................... 1

2 CARACTERSTICAS DEL RADIOFRMACO IDEAL ........................................................................................ 3

3 VAS DE ADMINISTRACIN ........................................................................................................................ 5

3.1 Administracin oral: ........................................................................................................................... 5

3.2 Administracin parenteral intravenosa: ............................................................................................ 5

3.2.1 Soluciones verdaderas: .................................................................................................................. 5

3.2.2 -Soluciones coloidales: ................................................................................................................... 5

3.2.3 Suspensiones: ................................................................................................................................. 5

3.2.4 Elementos celulares de la sangre: .................................................................................................. 5

3.3 Administracin inhalatoria: ................................................................................................................ 6

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3.4 Administracin intratecal: .................................................................................................................. 6

3.5 Administracin subdrmica e intradrmica: ...................................................................................... 6

4 MECANISMOS DE LOCALIZACIN DE LOS RADIOFRMACOS ................................................................... 6

4.1 Difusin simple: .................................................................................................................................. 6

4.2 Transporte activo ............................................................................................................................... 7

4.3 Bloqueo capilar: ................................................................................................................................. 7

4.4 Fagocitosis .......................................................................................................................................... 8

4.5 Secuestro celular ................................................................................................................................ 8

4.6 Localizacin compartimental ............................................................................................................. 8

4.7 Difusin intercambiable ..................................................................................................................... 9

5 KIT FRO ..................................................................................................................................................... 9

5.1 MARCAJE .......................................................................................................................................... 10

5.1.1 Mecanismos de marcaje .............................................................................................................. 10

5.2 Marcaje con tecnecio del kit fro...................................................................................................... 10

5.3 Marcaje celular ................................................................................................................................. 11

5.3.1 Marcaje de HEMATES .................................................................................................................. 12

5.3.2 Marcaje de LEUCOCITOS .............................................................................................................. 12

5.3.3 Marcaje de PLAQUETAS ............................................................................................................... 12

6 CONTROL DE CALIDAD DE LOS RADIOFRMACOS .................................................................................. 13

6.1 Controles fisicoqumicos .................................................................................................................. 14

6.1.1 Caractersticas fsicas ................................................................................................................... 14

6.1.2 pH y osmolalidad .......................................................................................................................... 14

6.1.3 Pureza radionclida ...................................................................................................................... 14

6.1.4 Pureza radioqumica ..................................................................................................................... 14

6.1.5 Pureza qumica ............................................................................................................................. 15

6.1.6 Radioensayo ................................................................................................................................. 15

6.2 Controles biolgicos ......................................................................................................................... 15

6.2.1 Esterilidad ..................................................................................................................................... 15

6.2.2 Pirogenicidad ................................................................................................................................ 15

6.2.3 Toxicidad ...................................................................................................................................... 16

7 CROMATOGRAFA (CR) ............................................................................................................................ 16