Технеций-99m

Медицинские генераторы технеция

Технеций-99m — изомер изотопа технеций-99. Нашел широкое применение в медицине.

ИсторияПравить

Впервые получен в 1938 году. В 50-х годах возникли идеи использовать 99mTc как меченые атомы для медицинских нужд. Начались первые проработки технологии получения фармацевтически чистого 99mTc. В 1958 году создан первый прототип современных генераторов технеция. В 1963 году опубликована первая статья о визуализации биохимических процессов человека через селективное поглощение фармацевтического препарата с 99mTc. Применение технеция начало бурно расширяться и коммерциализироваться.

На 2010 год производство сконцентрировано в Евросоюзе (45 %), Канаде (40 %), ЮАР (10 %).[1] Основные потребители США (43 %), ЕС (26 %), Япония (17 %). В 1989 году США по техническим причинам остановили работу единственного реактора для получения технеция. Попытки возобновить собственное производство технеция столкнулись с техническими трудностями и до сих пор США импортируют весь требуемый объем. В конце 2000-х годов единственный реактор-наработчик Канады и один из реакторов в ЕС также столкнулись с техническими трудностями и могут быть вскоре закрыты. Новые крупные производства планируются в Австралии и России.[2]

В СССР изотоп начали нарабатывать в 1985 году.[1] В рамках проекта комиссии при президенте РФ по модернизации и технологическому развитию экономики на период до 2020 года в России в 2010 году построено современное производство. В 2017 году доля РФ на рынке достигла 10 %. В ближайшие годы планируется продолжить увеличение объемов производства, для чего строится новый ядерно-химический комплекс «Аргус-М» в Сарове.[2]

СвойстваПравить

Изомером называют относительно устойчивое возбужденное состояние ядра атома. После β-распада родительского изотопа молибден-99 ядро технеция-99 не сразу сбрасывает избыток энергии, а спустя некоторое время с характерным временем полураспада 6 часов. Чаще всего сброс излишка энергии происходит через излучение гамма-кванта с энергией около 140 кэВ. В 12 % случаев переход 99mTc в основное состояние осуществляется по схеме внутренней конверсии, то есть с выбросом электрона из электронной оболочки и ионизацией атома технеция-99. Вылетевший электрон также имеет энергию около 140 кэВ. Итоговый технеций-99 также нестабильный изотоп, но его период полураспада уже 211 тысяч лет.

ПолучениеПравить

Основной промышленный путь получения технеция-99m это бета-распад молибдена-99.[1] 99Мо присутствует в цепочке деления урана-235. Химическое извлечение молибдена из продуктов деления урана-235 сегодня самый популярный способ получения 99Мо. Для этого высокообогащенный уран-235 облучают нейтронами в ядерном реакторе и потом перерабатывают в радиохимических лабораториях. Предпринимаются усилия для замещения высокообогащенного урана низкообогащенным.

Также возможно получение технеция-99m бомбардировкой протонами молибдена-100 по схеме 100Mo(p,2n) → 99mTc.[3][4] Полученный таким способом изомер также пригоден для медицинского применения.[5][6][7]

ПрименениеПравить

 
Инъекция радиоактивного препарата
  Внешние видеофайлы
  Процедура экстракции радиохимического препарата 99mTc из генератора на основе изотопа 99Mo

Изомер 99mTc используется в качестве радиохимического препарата для медицинской диагностики, например, диагностике опухолей головного мозга, а также при исследовании центральной и периферической гемодинамики.[8] Метод диагностики — наблюдение распространения и накопления в организме препаратов с этим изотопом с помощью гамма-камер.

Известно множество фармацевтических препаратов с этим изотопом для исследования разнообразных органов. Препараты подобраны так чтобы их распространение по организму и включение в метаболизм человека позволяли сделать выводы о состоянии пациента.

В мире производятся десятки миллионов исследований в год[9].

Генераторы технеция-99mПравить

Изомер 99mTc имеет период полураспада всего 6 часов, успеть синтезировать и доставить в больницу к пациенту препарат с изомером крайне сложно. Чтобы облегчить применение разработали способ получения препарата с изотопом 99mTc прямо в больнице. Делается это с помощью генератора изомера технеция (англ.), который представляет собой чемоданчик с оболочкой, защищающей персонал от ионизирующего излучения. В чемоданчике находится капсула с изотопом 99Mo. 99Mo имеет период полураспада 66 часов, что позволяет оперативно доставить генератор в больницу. В генераторе 99Mo непрерывно распадается, образуя 99mTc. Когда необходим препарат специалист прокачивает через капсулу специальный реагент, который растворяет наработанный 99mTc, но не реагирует с еще оставшимся молибденом. Полученный раствор проверяют на активность и необходимую дозу вводят пациенту.

ПримечанияПравить

  1. 1 2 3 Новое предложение России для мировой ядерной медицины
  2. 1 2 Неусыпный страж на службе Росатома
  3. Beaver, J. E.; Hupf, H.B. Production of 99mTc on a Medical Cyclotron: a Feasibility Study (англ.) // Journal of Nuclear Medicine (англ.) : journal. — 1971. — November (vol. 12, no. 11). — P. 739—741. — PMID 5113635.
  4. Guérin, B.; Tremblay, S.; Rodrigue, S.; Rousseau, J. A.; Dumulon-Perreault, V.; Lecomte, R.; van Lier, J. E.; Zyuzin, A.; van Lier, E. J. Cyclotron production of 99mTc: an approach to the medical isotope crisis (англ.) // Journal of Nuclear Medicine (англ.) : journal. — 2010. — April (vol. 51, no. 4). — P. 13N—6N. — PMID 20351346.
  5. Schaffer1 et al, P. Direct Production of 99mTc via 100Mo(p,2n) on Small Medical Cyclotrons (англ.) // Physics Procedia : journal. — 2015. — Vol. 66. — P. 383—395.
  6. Alary, Bryan Cyclotron facility revolutionizes medical isotope manufacturing (недоступная ссылка). University of Alberta (2 июля 2013). Дата обращения 6 июля 2013. Архивировано 6 июня 2014 года.
  7. Lougheed, Tim. Cyclotron production of medical isotopes scales up (неопр.) // CMAJ (англ.). — Ottawa: Canadian Medical Association, 2013. — 20 June (т. 185, № 11). — С. 947. — ISSN 1488-2329. — DOI:10.1503/cmaj.109-4525. — PMID 23798456. Архивировано 6 июля 2013 года.
  8. Химическая энциклопедия: в 5 т. / Зав. ред. кол. Н. С. Зефиров. — Москва: Большая Российская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 560. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—092—4.
  9. Марк Пеплоу Слепая медицина // В мире науки. — 2017. — № 4. — С. 98 — 103. — URL: https://sciam.ru/articles/details/slepaya-mediczina