Composiciones que contienen partículas inorgánicas que emiten positrones y su utilización en medicina, en particular para procedimientos diagnósticos.

Agente farmacéutico, que contiene una matriz inorgánica de partículas que comprende,

además de ladistribución de isótopos natural de los elementos de los aniones o cationes que forman el tipo de estructura,proporciones de núclidos que emiten positrones, comprendiendo el tipo de estructura así como las mezclas deestructuras amorfas y estructuras cristalinas siendo el número de núclidos que emiten positrones por matrizinorgánica de partículas mayor que o igual a 1, siendo seleccionada la matriz inorgánica de partículas de entre elgrupo que comprende topacio (Al2F2)[SiO4], quiolita (Na)[Al3F4], wavelita Al3(PO4)2(OH, F)2, carbonato cálcico(CaCO3), maghemita (&gama;-Fe2O3), zeolita (fórmula general Mn[(AlO2)x(SiO2)y] (M ≥ metal, por ejemplo Na)), magnetita(Fe3O4), sulfato de bario (BaSO4), fosfato de galio (GaPO4), apatita o fluorhidroxiapatita (Ca5(PO4)3(OH, F) ≥ 3Ca3(PO4)2 * Ca(OH, F)2) y fluorespato (CaF2) y siendo seleccionados los núclidos que emiten positrones de entre elgrupo que comprende [15]O, [30]P, [13]N, [65]Ga, [11]C, [131]Ba, [26]Al, [68]Ga y [18]F.

Composiciones que contienen partículas inorgánicas que emiten positrones y su utilización en medicina, en particular para procedimientos diagnósticos.

Núclidos para la tomografía de emisión de positrones (PET)

De los más de 50 emisores de positrones conocidos, sólo unos pocos pueden utilizarse en medicina. Los núclidos de PET más importantes en la actualidad son [18]F, [11]C, [13]N y [15]O. Se distinguen por su vida media extremadamente corta, que se extiende de aproximadamente 110 min para [18]F a aproximadamente 2 min para [15]O.

Dichas vidas medias cortas, a pesar de sus requerimientos enormes con relación a su provisión y evaluación con aparatos de medición, ofrecen el paciente la ventaja de una pequeña exposición a la radiación, debido a su duración de exposición muy corta.

Otra ventaja de dichos núclidos de PET radica en el hecho de que básicamente cualquier molécula orgánica puede ser marcada radiactivamente con los mismos. Cada molécula orgánica posee uno o más átomos de carbono (normalmente: [12]C) , uno de los cuales puede ser substituido por un [11]C. Además, muchas moléculas orgánicas llevan un átomo de oxígeno o nitrógeno.

Aunque el flúor ocurre muy raramente en los compuestos naturales y sintéticos, puede incorporarse de forma relativamente sencilla en las moléculas orgánicas por sustitución de átomos de hidrógeno o grupos hidroxi. Puesto que la vida media relativamente larga de [18]F facilita la preparación y aplicación de los radiofármacos marcados con [18]F, es el núclido de PET utilizado más a menudo.

Por tanto, es posible marcar en particular los compuestos endógenos, tales como los carbohidratos, aminoácidos, enzimas, hormonas o neurotransmisores, pero también otros fármacos, con los emisores de positrones, sin que tenga lugar un cambio sustancial en su estructura y con ello en sus propiedades bioquímicas y farmacológicas. Las cantidades absolutas administradas de las sustancias marcadas son tan pequeñas (en el rango micromolar) que las concentraciones fisiológicas no se ven afectadas.

Generación de emisores de positrones Puesto que todos los emisores de positrones utilizados en medicina presentan vidas medias extremadamente cortas, no pueden mantenerse en almacenaje, sino que deben prepararse individualmente en el mismo lugar. Puesto que esto requiere un acelerador de partículas (frecuentemente un ciclotrón) , existen muy pocos centros de PET – mayoritariamente en las más grandes clínicas universitarias.

A continuación, se explicará la denominada reacción de blanco, citando la producción de iones de [18]F a título de ejemplo. En dicha reacción, un protón acelerado es incidente en el blanco en un átomo de [18]O de agua enriquecida con [18]O. Esto produce un átomo de fluoro [18]F acompañado de la emisión de un neutrón:

18/8 O + p - 18/9 F + n Dicho átomo presenta una carga negativa y sale del blanco en forma de una solución acuosa de [18]F fluoruro. Seguramente, [18]F desempeña el papel más importante en la preparación de los radiofármacos de PET. [18]F es también el único emisor de positrones que puede transportarse hasta cierto punto de un centro de PET dotado de un ciclotrón a otra instalación de medicina nuclear.

El producto suministrado puede ser ya el radiofármaco listo para su aplicación o, alternativamente, el producto de irradiación (normalmente [18]F fluoro) , en cuyo caso la síntesis radioquímica propiamente dicha se produce entonces en el mismo lugar.

Debido a su vida media corta, los emisores de positrones [11]C, [13]N y [15]O pueden producirse sólo para su aplicación inmediata en el centro de PET.

Síntesis radioquímica En muy pocos casos, el radionúclido, tal como se produce en el blanco del ciclotrón, constituye ya el fármaco radiactivo. Por tanto, a continuación, el mismo se incorpora en un compuesto organoquímico (estructura de la química orgánica al contrario de la química inorgánica) .

Mientras que el isótopo de tecnecio Tc-99m está unido a una sustancia de soporte específica para un receptor en la mayoría de los casos en forma de un complejo, los núclidos de PET se integran en el radiofármaco por medio de un enlace covalente.

Esto requiere una síntesis química que no se diferencia de las reacciones convencionales de la química preparativa en la medida en que los elementos y sustancias radiactivas presentan las mismas propiedades químicas que sus análogos no radiactivos.

Sin embargo, puesto que la dosis de radiación que procede de las actividades de partida es normalmente mucho más alta que los valores límite admisibles, casi todos los radiofármacos preparados de forma rutinaria no se preparan manualmente, sino por control remoto con la ayuda de módulos de síntesis automáticos o por medio de robots.

El principio funcional de todos los módulos de síntesis automáticos es básicamente siempre el mismo. Los módulos de síntesis permiten transportar fluidos de un recipiente a otro y agitar, calentar, enfriar, concentrar, extraer y filtrar (estérilmente) y envasar los mismos.

Los procesos de lavado y limpieza requeridos tras la síntesis deberían transcurrir también automáticamente, si es posible, y realizarse rápida y sencillamente, de modo que otra síntesis pueda transcurrir en el aparato a intervalos breves.

A menudo, una vez terminada la limpieza del producto, se requiere un HPLC preparativo también automatizado. Finalmente, la solución acuosa del radiofármaco se isotoniza por adición de una cantidad adecuada de (una solución de) sal común y la misma se hace pasar por un filtro estéril bajo presión y se coloca en el recipiente de suministro.

Entre los radiofármacos de PET más importantes, se incluyen:

• [11]C-metionina como marcador más importante en el metabolismo de aminoácidos,

• 1-[11]C-acetato para el diagnóstico del corazón,

• Agua [15]O-marcada para el diagnóstico de desórdenes de circulación, y

• [18]F-fluoro-DOPA para el diagnóstico temprano de Morbus Parkinson y de otros desórdenes de dopamina.

• [18]F-2-fluoro-2-desoxiglucosa (FDG) es seguramente el radiofármaco de PET más importante, que se utiliza en particular en el diagnóstico oncológico, pero también en otros campos (ver abajo) .

Además de esto, otro factor importante es la característica de todos los radiofármacos utilizados en el diagnóstico humano, en particular de los radiofármacos de PET, que todas las sustancias presentan solamente un marcaje sencillo con un núclido diagnósticamente eficaz. Por tanto, cada molécula puede emitir, como máximo, una señal diagnósticamente utilizable.

Diagnóstico de medicina nuclear

La precondición de todos los exámenes de medicina nuclear es la aplicación de una sustancia radiactiva, del radiofármcaco, en el cuerpo humano. En la mayoría de los casos, dicha sustancia se administra por vía intravenosa y se distribuye con la sangre en todo el cuerpo al principio de forma más o menos homogénea.

Debido a la función biológica del radiofármaco o a una afinidad específica con sustancias y receptores determinados, se produce una redistribución inhomogénea, que puede medirse, debido a la radiación radiactiva, por detectores o tomógrafos exteriores, lo cual permite conclusiones con relación al estado funcional de los órganos y regiones del cuerpo examinados.

Diagnóstico de tumores con FDG-PET

Con mucho, el radiofármaco de PET más importante es [18]F-2-fluoro-2-desoxiglucosa, normalmente abreviado con FDG. Se trata de una molécula de glucosa que en C2 lleva un átomo de [18]F en lugar del grupo OH. Tras administración intravenosa, se concentra especialmente en las células con una demanda de glucosa aumentada.

Es que el cuerpo no diferencia entre glucosa “normal” y fluorodesoxiglucosa marcada con [18]F. Puesto que en las células tumorales de algunos tipos de tumores se produce un metabolismo aumentado, dichas células absorben más glucosa o FDG que las células no degeneradas, de modo que FDG-PET permite localizar los tumores.

Sin embargo, no siempre una concentración excepcional de la glucosa radiactiva indica una ocurrencia de cáncer. Por ejemplo, FDG se concentra de forma altamente no específica en el cerebro, lo cual dificulta por un lado el examen de planteamientos neurológicos y por otro lado da lugar a una exposición importante del tejido cerebral a la radiación.

Además de esto, el diagnóstico soportado por FDG-PET sólo tiene éxito en caso de tipos de tumores con absorción de glucosa elevada y por tanto no es capaz de localizar tipos de tumores de lento crecimiento.... [Seguir leyendo]

1. Agente farmacéutico, que contiene una matriz inorgánica de partículas que comprende, además de la distribución de isótopos natural de los elementos de los aniones o cationes que forman el tipo de estructura, proporciones de núclidos que emiten positrones, comprendiendo el tipo de estructura así como las mezclas de estructuras amorías y estructuras cristalinas siendo el número de núclidos que emiten positrones por matriz inorgánica de partículas mayor que o igual a 1, siendo seleccionada la matriz inorgánica de partículas de entre el grupo que comprende topacio (Al2F2) [SiO4], quiolita (Na) [Al3F4], wavelita Al3 (PO4) 2 (OH, F) 2, carbonato cálcico (CaCO3) , maghemita (y-Fe2O3) , zeolita (fórmula general Mn