Radiofármacos: Producción, Control de Calidad y Aplicaciones Clínicas en Medicina Nuclear

Bases de los Radiofármacos

La Medicina Nuclear es una especialidad sanitaria que estudia, prepara, controla y dispensa radiofármacos.

Radiofármaco: Definición y Composición

Un radiofármaco es un medicamento que contiene una sustancia radioactiva y se utiliza en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades. Se caracteriza por su número atómico y másico, combinando propiedades farmacológicas con radiactivas.

Características Químicas y Físicas de los Radiofármacos

• Características Químicas:
  • Compatibilidad: Capacidad del radiofármaco de no producir efectos secundarios en el organismo a la dosis administrada.
  • Afinidad: Capacidad del radiofármaco de dirigirse al tejido de estudio.
  • Figura de Mérito: Concentración del fármaco en el órgano diana y en el organismo.
  • Estabilidad: Capacidad del radiofármaco de no degradarse por el organismo.
  • Durabilidad: (Información incompleta en el original)

Energía Óptima para Radiofármacos

• Radiación Alfa: No es comúnmente usada debido a su agresividad y baja penetración.
• Radiación Beta: Radiaciones de 511 keV. Los radiofármacos que emiten radiación beta liberan positrones que chocan contra electrones.
• Radiación Gamma: Rango óptimo entre 30-300 keV, con un valor ideal de 150 keV. Los radiofármacos que emiten radiación gamma se detectan mediante gammagrafías.

Características Generales de los Radiofármacos

• Accesibilidad y disponibilidad física y económica.
• Marcaje estable.
• Periodo de semidesintegración efectivo.
• Presentación adecuada.

Recepción de Radiofármacos

La recepción de radiofármacos debe realizarse en un espacio independiente y aislado.

• Solicitud de Material: Cumplir normas, seguir límites, empresas autorizadas.
• Formulario de Pedido de Radionucleidos: Incluir fecha, número de identificación, casa comercial.
• Zona de Recepción: Control de entrada de productos.
• Procedimiento de Recepción.
• Registro de Recepción.

Almacenamiento de Radiofármacos

Es de suma importancia mantener condiciones óptimas de conservación, limitar la exposición a la radiación del personal, considerar la capa hemireductora y el envejecimiento radioactivo.

Producción de Radionucleidos

Los radionucleidos se fabrican artificialmente, empleando aceleradores de partículas.

• Fisión Nuclear: División de un núcleo atómico pesado, generando subproductos y liberando energía en una reacción en cadena.
• Fusión Nuclear: Núcleos ligeros se unen para formar uno más pesado, liberando energía.

Ciclotrón: Acelerador de Partículas

El ciclotrón es un acelerador de partículas que utiliza campos magnéticos y eléctricos para cargar partículas subatómicas al 10-30% de la velocidad de la luz.

Partes del Ciclotrón:

• Placas Semicirculares (Dees): Campos eléctricos oscilantes que aceleran las partículas.
• Imanes Circulares: Campos magnéticos perpendiculares que curvan el movimiento de las partículas.
• Fuente de Iones: Plasma de hidrógeno inyectado al centro.
• Sistema de Extracción: Dirige las partículas aceleradas hacia la diana.

Uso del Ciclotrón:

Bombardea materiales diana para inducir reacciones nucleares y sintetizar radionucleidos.

Fundamento Básico de los Generadores de Radionucleidos

• Isótopo Padre: Procede de un reactor o ciclotrón y se descompone a una cierta velocidad.
• Isótopo Hijo: Es el producto de la desintegración del isótopo padre, con una vida media de horas, y se extrae de la mezcla de sustancias en el generador por elución.

Generador de Tecnecio-99m (99mTc/99Tc)

Permite obtener Tecnecio-99m (99mTc) a partir de Molibdeno-99 (99Mo):

⁹⁹Mo (T_1/2 = 66h) → ^99mTc (T_1/2 = 6h) + γ → ⁹⁹Tc (T_1/2 = 211.100 años).

• Generador Seco: Una solución salina arrastra el ^99mTc como pertecnetato de sodio.
• Generador Húmedo: Utiliza un frasco de suero salino conectado para extraer el ^99mTc.

Elución en la Producción de Radiofármacos

Proceso de separación de isótopos padre e hijo en una columna cromatográfica.

• Isótopo Padre: Presenta alta afinidad y es retenido en la columna.
• Isótopo Hijo: Posee menor afinidad y es liberado con el eluyente.
• Eluyente: Sustancia que rompe las interacciones y extrae el isótopo hijo.

Activímetro: Medición de Actividad Radionucleídica

Instrumento que mide la actividad de los radionucleidos para calcular la dosis.

• Funcionamiento: Utiliza una cámara de ionización y mide la elución en una cabina blindada.
• Calibración: Se realiza con un radionucleido patrón (por ejemplo, ¹³⁷Cs), verificando que la variación de estabilidad sea ≤5%.
• Control de Fondo: Se mide el fondo 10 veces, asegurando que la variación sea ≤20%.

Control de Calidad de Radiofármacos

• Pureza Radionucleídica: Detección de restos del isótopo padre (mediante fotones detectados o colorimetría).
• Pureza Química: Verificación del material de la columna en el eluido (mediante tiras reactivas).
• Pureza Radioquímica: Asegura que el radionucleido se encuentra en la forma química deseada (<5% de impurezas, mediante cromatografía).
• Rendimiento de Elución: Comparación de la actividad real y teórica (medida con activímetro).
• pH: Debe estar entre 4.5 y 7.5 (óptimo 5.5, medido con papel indicador).
• Esterilidad: Lograda mediante autoclave o filtros de <0.22 µm.

Radiofármacos Disponibles y sus Aplicaciones

• Radiofármacos Tecneciados: Contienen Tecnecio-99m (^99mTc) o ^99mTcO₄^-. Ejemplos: HMPAO/ECD, DTPA, MIBI/CHOP, MDP/HMDO, MAG3/DMSA, Albúmina Humana.
• Radiofármacos No Tecneciados: Ejemplos: Yodos (¹²³I sódico, ¹²³Ioflupano, ¹³¹I sódico), Galio (Ga), Talio (Tl), Indio (In), Cromo (Cr), Samario (Sm), Itrio (Y), y radiofármacos para PET.

Procedimientos de Preparación de Radiofármacos

• Procedimiento Cerrado: El radiofármaco no entra en contacto con la atmósfera durante su fabricación hasta el vial final.
• Procedimiento Abierto: Implica contacto con la atmósfera, por lo que se realiza en cabinas de seguridad para mantener la esterilidad.
• Obtención de Dosis Individuales: Dosis preparadas en el laboratorio y listas para su uso.

Marcaje de Kits Fríos para Radiofármacos Tecneciados

• Definición: Preparación de radiofármacos tecneciados utilizando un generador y equipo radiactivo.
• Proceso: Activo.
• Producto: Diferente al pertecnetato de sodio.
• Preparación: Industrial, excepto el radionucleido.
• Viales: Contienen radiofármacos con propiedades farmacocinéticas para dirigirse al órgano diana (ligando, agente reductor, excipientes).
• Incubación y Marcaje: Implica la relación química del tecnecio con el ligando. Se inyecta pertecnetato de sodio en el vial del kit y se incuba según la ficha técnica.
• Incubación Incorrecta: Puede resultar en un radiofármaco defectuoso, lo que requiere un control de calidad del radiofármaco después del proceso de marcaje.

Marcaje Celular con Radiofármacos

• Marcaje In Vitro: Se realiza fuera del paciente, manipulando la sangre en una cabina de seguridad.
• Marcaje In Vivo: Se realiza en el interior del paciente, sin necesidad de manipular la sangre de forma externa.

El funcionamiento de las células marcadas en el cuerpo debe ser idéntico al de las células normales.

Marcaje de Leucocitos

Los leucocitos se marcan con dos radiofármacos: ^99mTc-HMPAO e ¹¹¹In. Ambos son lipofílicos, atraviesan la membrana de los leucocitos y se unen a glucoproteínas.

Procedimiento de Marcaje In Vitro:

1. Extraer dos tubos de sangre con anticoagulantes:
   • Tubo A: Añadir componente separador y dejar sedimentar los eritrocitos durante 1 hora.
   • Tubo B: Centrifugar para extraer plasma libre de células.
2. Extraer el plasma rico en células del Tubo A y centrifugar.
3. Extraer el sobrenadante y resuspender los leucocitos con 1 ml de plasma libre.
4. Añadir la mezcla al radionucleido e incubar.
5. Añadir el resto del plasma libre e inyectar al paciente.

Formas Físicas y Vías de Administración de Radiofármacos

• Vía Inhalatoria: (Ejemplos: aerosoles, DTPA).
• Vía Parenteral/Oral: (Ejemplos: disoluciones de DTPA y suspensiones como el sulfuro coloidal).

Marcaje de Plaquetas

El marcaje de plaquetas es similar al de leucocitos, utilizando ¹¹¹In.

Procedimiento:

1. Extracción de sangre en dos jeringuillas con anticoagulante y colocar en:
   • Tubo A: Reposar 15 minutos (Plasma Rico en Plaquetas - PRP).
   • Tubo B: Centrifugar 15 minutos (Plasma Libre de Plaquetas - PLP).
2. Extraer el plasma del Tubo A y pasarlo al otro, centrifugar a menor velocidad.
3. Conservar el precipitado plaquetario y resuspenderlo en solución isotónica.
4. Añadir el ¹¹¹In sobre las plaquetas e incubar durante 10 minutos.
5. Añadir 4 ml de PPP e inyectar lentamente al paciente.

Nota Importante: La fase de separación es crítica; si la sangre se procesa a una velocidad inadecuada, las plaquetas pueden perder su función.

Aplicaciones Clínicas de los Radiofármacos Marcados

• Eritrocitos Marcados:
  • Volumen sanguíneo.
  • Diagnóstico de anemias/policitemias.
  • Estudios de supervivencia y destrucción.
  • Compatibilidad.
  • Estudios del bazo.
  • Detección de hemorragias internas.
  • Localización de angiomas.
• Leucocitos Marcados:
  • Detección de infecciones.
  • Diagnóstico de enfermedades inflamatorias.
  • Localización de abscesos.
  • Identificación de infecciones osteoarticulares.
  • Estudio de fiebres de origen desconocido.
• Plaquetas Marcadas:
  • Estudios de distribución y supervivencia.
  • Detección de destrucción plaquetaria.
  • Localización de trombos.
  • Evaluación de rechazos de trasplantes.

Mecanismos de Biodistribución y Localización de Radiofármacos

• Concentración de Actividad:
  • Marcador Tumoral: Identifica zonas de alta actividad metabólica (foco patológico).
  • Órganos Normales: Pueden mostrar una lesión o patología sin marcaje (menos activa).
  • Ganglio Centinela: Localización sin diferenciar entre estructura normal o anormal.
• Mecanismos de Biodistribución:
  • Difusión Simple: Sustancias lipofílicas atraviesan la membrana de mayor a menor concentración.
  • Difusión Facilitada: Sustancias cruzan la membrana a través de canales específicos (ej., glucosa).
  • Transporte Activo: Sustancias se mueven contra un gradiente de concentración (requiere energía).
  • Bloqueo Capilar: Partículas suspendidas bloquean el flujo en los capilares (efecto de 2-8 horas).
  • Secuestro Celular: Eritrocitos marcados que permiten obtener imágenes del bazo.
  • Fagocitosis: Macrófagos eliminan radiofármacos coloidales en el hígado y el bazo.
  • Localización Compartimental: El radiofármaco permanece confinado en un compartimento orgánico específico.