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Camila da Silva Profeta Gleiziela Ribeiro Campos

SINOPSE SOBRE A OBTENÇÃO E USO DO TECNÉCIO-99m NA PRODUÇÃO DA IMAGEM DIAGNÓSTICA EM EXAME CINTILOGRÁFICO

Belo Horizonte 2008

SINOPSE SOBRE A OBTENÇÃO E USO DO TECNÉCIO-99m NA PRODUÇÃO DA IMAGEM DIAGNÓSTICA EM EXAME CINTILOGRÁFICO

Belo Horizonte 2008

Trabalho de conclusão de Curso apresentado à UNIFENAS, como parte das exigências do curso de Biomedicina para a obtenção do título de Bacharel em Biomedicina. Orientador: Profº. Ms. Hélio Ribeiro

99mTc- tecnécio metaestável 99Tc- tecnécio 99Mo- molibdênio 99Ru- rutênio

Na+TcO- 4 -pertecnetato de sódio

TcHR- tecnécio hidrolisado e reduzido

FTM-fotomultiplicadores MDP-metileno-difosfonato EHDP-etano-1-hidroxi-1,1-bifosfonato Sv- Sievert Gy- Gray SI- Sistema Internacional ppm- parte por milhão mCi- mili-curie µg- micro-grama Kev-quilo eletron-volt Mev-milhões de eletron-volt mSv- milli-sievert IPEN-Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares PET-Positron Emission Tomography SPECT-Tomografia por Emissão de Fóton Único JCHO- Joint Commission on Helthcare Organizations NCR- Nuclear Regulatory Commission USP- United States Pharmacopeia EP-European Pharmacopeia ICRP-Comissão Internacional da Radioproteção ICRU-Comissão Internacional de Medidas e Unidades de Proteção

Uma vez administrado, o radiofármaco deposita-se em um órgão ou tecido alvo e imagens podem ser adquiridas a partir da detecção da radiação proveniente do paciente utilizando-se equipamentos apropriados. Trata-se de um procedimento não invasivo que possibilita avaliações morfológicas e funcionais. O radionuclídeo 99mTc é obtido a partir do decaimento radioativo de outro radionuclídeo, o molibdênio-9. Neste trabalho realizamos uma breve revisão bibliográfica a respeito das principais propriedades dos radiofármacos produzidos com tecnécio-99m e suas aplicações na formação da imagem diagnóstica.

Palavras-chave: Radiofármaco. Tecnécio-9m. Molibdênio-9.

Once administered to the patient, the Radioactivity is deposited in an organ or desired tissue and images can be acquired from the detection of radiation from the patient, using appropriate equipments. That is a noninvasive procedure, which enables morphological and functional assessments. The 99mTc radionuclide is obtained from the radioactive decay of another radionuclide, the molybdenum-9.In this work we have carried out a brief bibliographic review towards the main properties of radiopharmaceuticals produced with Technetium-99m, their utmost applications regarding the formulation of the diagnostic image.

Key Words: Radiopharmaceuticals. Technetium-9m. Molybdenum-9.

Figura 1. Transição isomérica do tecnécio-9m para tecnécio-914
99Mo/99mTc de coluna
cromatográfica15

Figura 2. Imagem externa e interna do gerador seco de

Figura 3. Estruturas de compostos fosforados para marcação com 99mTc: pirofosfato

16

(H4P2O7); metileno-difosfonato (MDP); etano-1-hidroxi-1,1-bifosfonato (EHDP).

Figura 4. Aquisição de imagens de cintilografia óssea de corpo inteiro com (metileno difosfonato), MDP- 99mTc, com o qual é realizada a cintilografia óssea, entre

outros exames17
Figura 5. Esquema de uma câmara de cintilação20
Figura 6. Gama câmara ou câmara cintilográfica21
Figura 7. Relação entre as grandezas dose absorvida, equivalente e efetiva25
Figura 8. Relação dose-efeito para efeito determinísticos em uma população26

Figura 9. Efeitos determinísticos esperados em função da exposição.....................27

European Pharmacopeia (EP)19
Tabela 2. Fármacos marcados com Tecnécio-99m2
Tabela 3. Fatores de peso da radiação, WR24

Tabela 1. Limites estabelecidos pela farmacopéia americana (USP-XI) e pela farmacopéia européia (EP) quanto à qualidade do eluato do gerador de 99Mo/99mTc (Marques et al., 2001). United States Pharmacopeia (USP); Tabela 4. Fatores de peso para tecido ou órgão ......................................................25

1. INTRODUÇÃO9
2. OBJETIVO GERAL10
2.1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS10
3. JUSTIFICATIVA1
4. REVISÂO DE LITERATURA12
4.1. RADIOFÁRMACOS12
4.2. SISTEMA GERADOR DE MOLIBDÊNIO-9/TECNÉCIO-9m15
4.3. CONTROLE DE QUALIDADE DOS RADIOFÁRMACOS17
4.3.1. PUREZA RADIONUCLÍDICA18
4.3.2. PUREZA QUÍMICA18
4.3.3. PUREZA RADIOQUÍMICA18
4.4. CINTILOGRAFIA19
4.4.1. CÂMARA DE CINTILAÇÃO19
RADIOFÁRMACOS A BASE DE 99mTc21
4.6. RADIOPROTEÇÃO2
4.6.1. GRANDEZAS DOSIMÉTRICAS23
4.7. EFEITOS BIOLÓGICOS DA EXPOSIÇÃO Á RADIOATIVIDADE25
4.8. PRINCÍPIOS GERAIS PARA PRÁTICAS28
4.8.1. O PRINCÍPIO DE JUSTIFICAÇÃO28
4.8.2. O PRINCÍPIO DA OTIMIZAÇÃO28
4.8.3. O PRINCIPIO DA LIMITAÇÃO DE DOSE INDIVIDUAL E DE RISCO28
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS30

1 INTRODUÇÃO

Desde a descoberta dos Raios X por Röentgen, em 1895 e da radioatividade por Becquerel, em 1896 o uso das radiações ionizantes para fins médicos avançou extraordinariamente. Com a descoberta da radioatividade houve grande crescimento no campo da pesquisa e no desenvolvimento de novas técnicas para o diagnóstico e terapia de doenças, contribuindo efetivamente na área da saúde humana e animal. Embora os efeitos maléficos das radiações ionizantes sejam bastante conhecidos, a compreensão do fenômeno nos últimos 100 anos também trouxe grandes benefícios para a humanidade, tais como a obtenção de energia elétrica, em processos industriais, na agricultura dentre outras áreas; entretanto é na medicina que as radiações tem sido utilizadas na nobre tarefa de minimizar o sofrimento humano (MARQUES et al., 2001).

Para que as radiações possam ser utilizadas em medicina, as características físicas dos radioisótopos devem ser adequadas de maneira a serem produzidos e manipulados de modo que sejam aplicados de forma segura nos seres humanos. O elevado índice de utilização do tecnécio como marcador em medicina nuclear é resultado de suas propriedades físicas e químicas ideais para um radioisótopo tais como: meia-vida física, decaimento por emissão de radiação de gama puro com fótons de 140 Kev, a praticidade de obtenção do radioisótopo a partir de um sistema gerador de molibdênio-9/tecnécio-9m, a possibilidade do íon metálico atingir vários estados de coordenação dando origem a diferentes tipos de radiofármacos e também aos baixos índices de reações adversas desses agentes quando comparados a outros agentes de contrastes (MARQUES et al.,2001).

2 OBJETIVO GERAL

• Estudo do tecnécio-99m como um dos principais radioisótopos aplicados no exame cintilográfico.

2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Discutir os princípios da radioquímica importantes ao entendimento das técnicas de diagnóstico por imagem em Medicina Nuclear e as características do tecnécio-99m levando em consideração o seu processo de produção, eluição e controle de qualidade na aplicação desse radiofármaco no paciente para a obtenção do diagnóstico por imagem.

• Elucidar a importância da radioproteção como ferramenta indispensável das atividades operacionais que utilizam radiação ionizante.

3 JUSTIFICATIVA

A importância do estudo das aplicações médicas do tecnécio (Tc99m) se dá pelo fato de que nos últimos 30 anos esse radioisótopo vem sido empregado como importante ferramenta utilizada em diagnóstico por imagem de várias doenças e disfunções de órgãos que compõem o corpo humano. Atualmente grande quantidade de compostos produzidos a base do tecnécio-99m são utilizados em Medicina Nuclear gerando um volume de exames correspondentes a 80% dos procedimentos de rotina clínica no setor de diagnóstico por imagem através de radiofármacos. A realização desse trabalho de revisão bibliográfica consiste na elucidação da importância dos procedimentos utilizados em medicina diagnóstica por imagem que fazem o uso das radiações ionizantes, tanto ao fator de otimização dos exames quanto ao sucesso frente aos índices de cura verificados na terapia.

A radiação,quando aplicada adequadamente, ressalta os benefícios e minimizam os malefícios, perante excelência da utilização em novas tecnologias nos mais variados campos de aplicação.

4 REVISÃO DE LITERATURA

Grande parte das técnicas de diagnóstico por imagem utilizadas em Medicina

Nuclear usam ligações covalentes ou iônicas entre o fármaco e o elemento radioativo. Atualmente existem marcadores mais sofisticados, como o uso de anticorpos específicos para determinada proteína que podem ser utilizados como radiotraçadores. Dentre as várias técnicas, a cintilografia têm sido a mais aplicada seguida do Positron Emission Tomography (PET).

4.1 Radiofármacos

Os radiofármacos são utilizados em pequenas quantidades (traços) com a finalidade de diagnosticar disfunções e patologias do organismo. Em menor extensão são utilizados na terapia de doenças, particularmente no tratamento de tumores. Quando a finalidade é o diagnóstico de patologias, como por exemplo, estudar alguma disfunção renal ou infarto do miocárdio, utiliza-se na sua composição radionuclídeos emissores de radiação gama.

A radiação gama é uma onda eletromagnética que apresenta grande penetrabilidade nos tecidos com baixo poder de ionização em relação às radiações corpusculares, tais como as radiações alfa e beta, e são provenientes das emissões de um núcleo instável sem perda de massa, mas apenas com a conseqüente diminuição da energia potencial do sistema atômico. O menor poder de ionização da radiação gama diminui a dose de radiação absorvida pelo paciente. Os principais radionuclídeos emissores de radiação gama são tecnécio-99m, iodo-123, índio-1, gálio-67 e o tálio-201 dentre outros que são utilizados na composição dos radiofármacos para diagnóstico (ARAUJO, 2005).

Para o uso em terapia, os radionuclídeos devem emitir radiação na forma de partículas alfa ou beta. Tais partículas apresentam alta energia e distribuem-na localmente destruindo as células tumorais ao interagirem com estas, apresentando alto grau de especificidade para a região que se quer atingir evitando que as células sadias possam ser atingidas. Alguns importantes radioisótopos dessa categoria são o iodo-131, usado no tratamento do câncer de tireóide e em casos de hipertireoidismo, e o samário-153 que associado a outro composto químico é indicado no tratamento de dor óssea provocada por metástase de alguns tipos de tumores primários. Ambos os compostos além da radiação beta, também emitem radiação gama, permitindo a obtenção de imagens dos órgãos onde estão atuando (MARQUES et al.,2001).

A maioria dos procedimentos realizados atualmente em Medicina Nuclear tem finalidade diagnóstica. O paciente recebe uma dose de radiofármaco composto por um radionuclídeo gama emissor, e é posteriormente examinado por um equipamento capaz de detectar a radiação oriunda do mesmo e convertê-la em uma imagem que representa o órgão ou sistema avaliado. Esses equipamentos são denominados câmaras-gama ou câmara de cintilação que adquirem imagens cintilográficas em um único plano, entretanto, podem estar associados á tomógrafos, que permitem a aquisição de imagens em cortes possibilitando a avaliação de um órgão em toda a sua profundidade. As imagens tomográficas em Medicina Nuclear são denominadas (SPECT), sigla do inglês “Single Photon Emission Computer Tomographt”, ou seja, Tomografia Computadorizada por Emissão de Fóton Único. Dessa forma, todo exame de medicina nuclear inicia-se com a administração do radiofármaco (ARAUJO, 2005).

sangue. A natureza do ligante determina a especificidade do radiofármaco

Desenvolver radiofármacos significa estudar a química das interações entres os elementos e diferentes moléculas (substratos ou ligantes) para o preparo de compostos radioativos, com afinidade por diferentes órgãos e sistemas. Atualmente, o radionuclídeo mais importante para a preparação de radiofármacos com finalidade diagnóstica é o tecnécio-99m (99mTc) devido suas características físicas ideais que em conjunto, possibilitam a aquisição de imagens cintilográficas com excelente resolução. Os substratos usados como radiofármacos geralmente são compostos orgânicos, mas também podem constituir-se de espécies coloidais ou particuladas, proteínas, anticorpos ou peptídeos, ou até mesmo células, como as vermelhas do

Para que ocorra uma adequada ligação entre o tecnécio-99m ás moléculas desejadas, deve-se considerar uma complexa química desse elemento, devido a seus múltiplos estados de oxidação que vão de +1 a +7. Pressupõe-se que na forma química de pertecnetato (TcO4-), o tecnécio-99m possui o estado de oxidação mais elevado 7+ , sendo bastante estável em solução aquosa. Entretanto o tecnécio-99m neste estado de oxidação não se liga facilmente aos fármacos de interesse tornando-se necessário sua redução para estados de oxidação mais baixos com 3+ ,

Na maioria dos procedimentos o tecnécio-99m é reduzido pelo íon estanoso, promovendo um estado de oxidação mais favorável a incorporação do metal. Uma série de reagentes para pronta marcação com 99mTc foram desenvolvidos e estão disponíveis no mercado. Esses reagentes contêm uma quantidade apropriada dos íons Sn+2 que promovem a redução do estado de oxidação do 99mTc. Dessa maneira os serviços de Medicina Nuclear podem realizar a marcação das moléculas antes da realização dos exames devido a praticidade de obtenção do radioisótopo a partir do sistema gerador de 99Mo/99mTc.

Até o presente momento todos os isótopos conhecidos do tecnécio são reativos, desde o tecnécio 9 ao 110 e incluem oito pares de isômeros nucleares. O núcleo no seu estado mais energético (metaestável), libera energia eletromagnética (radiação gama) na transição para um estado isomérico de mais baixa energia (FIG.1). O tecnécio-9m é o produto do decaimento do molibdênio-9. Cerca de 87,5% dos átomos de molibdênio-9 de uma amostra desintegram-se por emissão de radiação )(−β originado núcleos de 99mTc, que por sua vez, desintegram-se por emissão de radiação gama a 99Tc, o qual se desintegra a 99Ru estável (SAHA,1998).

FIGURA 1. Transição isomérica do tecnécio-9m para tecnécio-9. Fonte: MARQUES et al .,2001.

Dessa forma o 99Mo/99mTc formam um par radioativo de equilíbrio transiente,

já que o tempo de meia-vida físico do pai é cerca de dez vezes maior que a do filho

Esse equilíbrio possibilita a fabricação do sistema gerador de radionuclídeo de 99Mo/99mTc (ARAUJO, 2005).

4.2 Sistema Gerador de Molibdênio-9/Tecnécio-9m

Por meio de um sistema gerador de 99Mo/99mTc, o elemento tecnécio-99m pode ser facilmente disponibilizado no hospital, ou serviço de medicina Nuclear. O gerador consiste de um sistema fechado, composto por uma coluna cromatográfica de óxido de alumínio (Al2O3), na qual é depositada uma atividade conhecida de 99Mo

(FIG.2). O 99Mo desintegra-se na coluna e origina-se o 99mTc. Fazendo-se passar através da coluna uma solução salina estéril (solução de NaCl 0,9%), coleta-se no líquido eluente somente o tecnécio-99m na forma de pertecnetato de sódio

(Na+TcO4-), enquanto que o 99Mo permanece adsorvido à coluna de alumina

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