同位素是具有相同原子序数但质量数(或中子数)不同的核素,根据物理特性不同,同位素可分成放射性同位素和稳定性同位素,其中放射性同位素以电磁(伽马)或粒子(α、β、俄歇等)发射形式表现出特征性的放射性衰变,“医用同位素”是指用于疾病诊断、治疗的放射性同位素,医用同位素是核医学的基石。核医学作为医学学科的分支利用“医用同位素”和核射线来诊断、表征和治疗疾病。
核医学成像技术包括单光子发射计算机断层扫描(SPECT)、正电子发射断层扫描(PET)、近距离放射治疗干预、放射性栓塞治疗,以及靶向内放射性核素治疗(TIRT)等。
某些类型的外束放射治疗(EBRT)也会使用医用同位素。核医学医生依赖于十几种不同医用同位素,根据这些放射性同位素差异化的理化性质和放射性衰变特性,在不同的应用领域发挥不同的作用(诊断或治疗)。
放射性同位素可以通过核反应堆、加速器、核燃料处理废液中分离提取以及发生器等方式制备。目前,超过80%的医用放射性同位素是由研究反应堆生产的,其他医用同位素多可以由粒子加速器制备,主要包括回旋加速器、直线加速器或其他方法获得。
- 反应堆生产的医用同位素大多是丰中子核素,半衰期相对较长,适合远距离运输
- 产量大、品种多、放射性废物量小、成本低
99Mo(99Mo/99mTc) 、125I、131I 、89Sr 、32P、177Lu、90Y、153Sm、186Re、14C、60Co
- 回旋加速器生产的同位素具有比活度高、半衰期短、一般发射β+ 或单能γ射线等特点,是医用同位素的重要来源
- 回旋加速器可以生产无载体,高比活度及某些不能用反应堆生产的缺中子、短寿命的医用放射性核素。
11C、13N、15O、18F、62Cu、 64Cu、67Cu、67Ga,77Br、89Zr、 103Pb、111In、123I、201Tl、211At、225Ac等
放射性核素发生器,用于从反应堆或回旋加速器产生的长寿命放射性母体同位素中获得所需的短寿命放射性子核同位素。
- 化学分离简单快速,医务人员操作时受到的辐射剂量小;
- 产品无载体、纯度高,
- 可获得反应堆核加速器难以生产的重要放射性核素,如:99mTc 、113mIn
- 从发生器中可反复多次提取子体核素,使用方便,价格便宜
99Mo-99mTc发生器、68Ge-68Ga发生器、188W - 188Re发生器、 90Sr - 90Y发生器、 82Sr - 82Rb发生器、225Ac-213Bi发生器、228Th-212Pb发生器等
利用放射性同位素放出的β-射线或α射线能引起局部电离反应,达到抑制和破坏病变组织而进行治疗。
我们在研的医用同位素和发生器:
225Ac是一种高能 α 发射放射性同位素,在研究靶向放射性药物治疗 (RPT) 的临床研究中越来越受到关注,RPT 将选定的分子与治疗型放射性同位素(如 225Ac)结合起来,直接靶向和递送治疗剂量的辐射以破坏癌症患者的癌细胞。225Ac携带足够的辐射以导致目标癌细胞局部区域的细胞死亡,而其半衰期的特性减少了对患者额外的辐射损伤。由于当前生产技术的限制,225Ac的临床研究和商业用途长期受到供给不足的制约。
放射性核素213Bi是另一种有前途的α治疗型核素225Ac的衰变产物。基于AG MP-50阳离子交换树脂的225Ac/213Bi发生器最为成熟,迄今已用于213Bi的所有患者研究。
其他基于萃取色谱、离子交换和无机吸附剂的“单柱”或“多柱”225Ac/213Bi发生器也在开发中。
212Pb是232U和232Th衰变链的一员,通常由228Th(t1/2=1.9天)和224Ra,(t1/2=3.64天)衰变产生。
228Th发生器通过使用阳离子交换柱,利用子体224Ra和220Rn(t1/2=55.6s)的化学或物理方法分离,再使用酸或水收集212Pb,产率为85-90%。然而,迄今为止报告的228Th发生器中的许多难以提供实际数量的212Pb,这是因为当含较高水平的放射性时,发生器基质材料会受到辐射损伤。
为了避免这一问题,224Ra发生器被用于生产212Pb,方法是在阴离子交换树脂上分离224Ra和228Th,然后加载到选择性萃取树脂上,使用HCl或络合剂从中洗脱212Pb。