Un generador de tecnecio-99m , o coloquialmente vaca de tecnecio o vaca de molibdeno , es un dispositivo utilizado para extraer el isótopo metaestable 99m Tc del tecnecio de una muestra en descomposición de molibdeno-99 . El 99 Mo tiene una vida media de 66 horas [1] y se puede transportar fácilmente a largas distancias hasta los hospitales donde se extrae su producto de desintegración, el tecnecio-99m (con una vida media de solo 6 horas, inconveniente para el transporte), y se utiliza para una variedad de procedimientos de diagnóstico de medicina nuclear , donde su corta vida media es muy útil.
El 99Mo se puede obtener mediante la activación neutrónica (reacción n,γ) del 98Mo en un reactor de alto flujo de neutrones . Sin embargo, el método más frecuentemente utilizado es mediante la fisión del uranio -235 en un reactor nuclear . Si bien la mayoría de los reactores que actualmente se dedican a la producción de 99Mo utilizan blancos de uranio-235 altamente enriquecido, las preocupaciones por la proliferación han impulsado a algunos productores a realizar la transición a blancos de uranio poco enriquecido. [2] El blanco se irradia con neutrones para formar 99Mo como producto de fisión (con un rendimiento del 6,1% ). [3] Luego, el molibdeno-99 se separa del uranio sin reaccionar y otros productos de fisión en una celda caliente . [4]
El 99m Tc siguió siendo una curiosidad científica hasta la década de 1950, cuando Powell Richards se dio cuenta del potencial del tecnecio-99m como radiotrazador médico y promovió su uso entre la comunidad médica. [5] Mientras Richards estaba a cargo de la producción de radioisótopos en la Hot Lab Division del Brookhaven National Laboratory , Walter Tucker y Margaret Greene estaban trabajando en cómo mejorar la pureza del proceso de separación del producto hijo eluido de vida corta , el yodo-132, del telurio-132 , su progenitor de 3,2 días, producido en el Brookhaven Graphite Research Reactor. [6] Detectaron un contaminante traza que resultó ser 99m Tc, que provenía de 99 Mo y seguía al telurio en la química del proceso de separación de otros productos de fisión. Basándose en las similitudes entre la química del par padre-hija telurio-yodo, Tucker y Greene desarrollaron el primer generador de tecnecio-99m en 1958. [7] [8] No fue hasta 1960 que Richards fue el primero en sugerir la idea de usar el tecnecio como trazador médico. [9] [10] [11] [12]
La corta vida media del tecnecio-99m, de 6 horas, hace imposible su almacenamiento a largo plazo. El transporte de 99mTc desde el número limitado de sitios de producción hasta las radiofarmacias (para la fabricación de radiofármacos específicos ) y otros usuarios finales se complicaría por la necesidad de producir en exceso para tener suficiente actividad restante después de largos viajes. En cambio, el nucleido original de vida más larga, 99Mo , se puede suministrar a las radiofarmacias en un generador, después de su extracción de los objetivos de uranio irradiados con neutrones y su purificación en instalaciones de procesamiento dedicadas. [13] Las radiofarmacias pueden estar ubicadas en hospitales o ser instalaciones independientes y, en muchos casos, posteriormente distribuirán radiofármacos de 99mTc a los departamentos regionales de medicina nuclear. El desarrollo de la producción directa de 99mTc , sin producir primero el 99Mo original , impide el uso de generadores; sin embargo, esto es poco común y depende de instalaciones de producción adecuadas cerca de las radiofarmacias. [14]
Los generadores proporcionan protección contra la radiación durante el transporte y minimizan el trabajo de extracción que se realiza en las instalaciones médicas. Una tasa de dosis típica a 1 metro de un generador de 99mTc es de 20 a 50 μSv/h durante el transporte. [15]
La producción de estos generadores disminuye con el tiempo y deben reemplazarse semanalmente, ya que la vida media del 99Mo sigue siendo de solo 66 horas. Dado que la vida media del nucleido padre ( 99Mo ) es mucho más larga que la del nucleido hijo ( 99mTc ), el 50% de la actividad de equilibrio se alcanza dentro de la vida media de un nucleido hijo, y el 75% dentro de dos vidas medias hijas. Por lo tanto, la eliminación del nucleido hijo ( proceso de elución ) del generador ("ordeñando" la vaca) se realiza razonablemente con una frecuencia de hasta 6 horas en un generador de 99Mo / 99mTc . [16]
La mayoría de los generadores comerciales de 99 Mo/ 99m Tc utilizan cromatografía en columna , en la que el 99 Mo en forma de molibdato , MoO 4 2−, se adsorbe sobre alúmina ácida (Al 2 O 3 ). Cuando el 99 Mo se desintegra, forma pertecnetato TcO 4 − , que, debido a su carga única, está menos fuertemente unido a la alúmina. Al verter solución salina normal a través de la columna de 99 Mo inmovilizado, se eluye el 99m Tc soluble, lo que da como resultado una solución salina que contiene el 99m Tc como pertecnetato, con sodio como contraión .
La solución de pertecnetato de sodio puede entonces añadirse en una concentración apropiada al kit farmacéutico que se va a utilizar, o puede utilizarse directamente sin el etiquetado farmacéutico para procedimientos específicos que requieren únicamente el 99m TcO 4 − como radiofármaco primario . Un gran porcentaje del 99m Tc generado por un generador de 99 Mo/ 99m Tc se produce en las primeras 3 semividas originales, o aproximadamente una semana. Por lo tanto, las unidades de medicina nuclear clínica compran al menos un generador de este tipo por semana o piden varios de manera escalonada. [17]
Cuando el generador no se utiliza, el 99 Mo se desintegra en 99 m Tc, que a su vez se desintegra en 99 Tc. La vida media del 99 Tc es mucho más larga que la de su isómero metaestable, por lo que la relación entre 99 Tc y 99 m Tc aumenta con el tiempo. Ambos isómeros se eliminan mediante el proceso de elución y reaccionan igualmente bien con el ligando, pero el 99 Tc es una impureza inútil para la obtención de imágenes (y no se puede separar).
El generador se elimina del 99Tc y del 99mTc al final del proceso de fabricación, pero la proporción de 99Tc a 99mTc vuelve a aumentar durante el transporte o en cualquier otro período en el que el generador no se utiliza. Las primeras eluciones tendrán una eficacia reducida debido a esta alta proporción. [18]
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