Iodo-125 - Iodine-125

Iodo-125 ( ¹²⁵ I) é um radioisótopo de iodo que tem uso em ensaios biológicos , imagens de medicina nuclear e em terapia de radiação como braquiterapia para tratar uma série de condições, incluindo câncer de próstata , melanomas uveais e tumores cerebrais . É o segundo radioisótopo de iodo com vida mais longa, depois do iodo-129 .

Sua meia-vida é de 59,49 dias e decai por captura de elétrons a um estado excitado de telúrio-125 . Este estado não é o metaestável ^125m Te, mas sim um estado de menor energia que decai imediatamente por decaimento gama com uma energia máxima de 35 keV . Parte do excesso de energia do ¹²⁵ Te excitado pode ser elétrons ejetados internamente convertidos (também a 35 keV) ou em raios-x (do elétron bremsstrahlung ), e também um total de 21 elétrons Auger , que são produzidos em baixas energias de 50 a 500 elétron-volts. Eventualmente, o estado fundamental estável ¹²⁵ Te é produzido como o produto de decomposição final.

Em aplicações médicas, a conversão interna e os elétrons Auger causam poucos danos fora da célula que contém o átomo do isótopo. Os raios X e os raios gama são de energia baixa o suficiente para fornecer uma dose de radiação mais alta seletivamente aos tecidos próximos, em braquiterapia "permanente", onde as cápsulas de isótopos são deixadas no lugar ( ¹²⁵ I compete com paládio-103 em tais usos).

Por causa de sua meia-vida relativamente longa e emissão de fótons de baixa energia que podem ser detectados por detectores de cristal contador gama , ¹²⁵ I é um isótopo preferido para marcar anticorpos em radioimunoensaio e outros procedimentos de contagem gama envolvendo proteínas fora do corpo. As mesmas propriedades do isótopo o tornam útil para braquiterapia e para certos procedimentos de varredura de medicina nuclear, em que está ligado a proteínas ( albumina ou fibrinogênio ) e onde uma meia-vida maior do que a fornecida por ¹²³ I é necessária para o diagnóstico ou testes de laboratório que duram vários dias.

O iodo-125 pode ser usado na varredura / imagiologia da tireoide , mas o iodo-123 é o preferido para essa finalidade, devido à melhor penetração da radiação e meia-vida mais curta (13 horas). ¹²⁵ I é útil para o teste da taxa de filtração glomerular (TFG) no diagnóstico ou monitoramento de pacientes com doença renal . O iodo-125 é usado terapeuticamente no tratamento de tumores com braquiterapia . Para a ablação por radioterapia de tecidos que absorvem iodo (como a tireoide), ou que absorvem um radiofármaco contendo iodo , o iodo-131 emissor-beta é o isótopo preferido.

^{O 125} I é produzido pelo decaimento da captura de elétrons do ¹²⁵ Xe , que é um isótopo artificial do xenônio , ele próprio criado pela captura de nêutrons do ¹²⁴ Xe estável , que ocorre naturalmente com uma abundância de cerca de 0,1%. Por causa da rota de produção artificial de ¹²⁵ I e sua meia-vida curta, sua abundância natural na Terra é efetivamente zero.

Produção

¹²⁵ I é um radionuclídeo produzido em reator e está disponível em grandes quantidades. Sua produção segue as duas reações:

¹²⁴ Xe (n, γ) → ^125m Xe (57 s) → ¹²⁵ I (59,4 d)
¹²⁴ Xe (n, γ) → ^125g Xe (19,9 h) → ¹²⁵ I (59,4 d)

O alvo de irradiação é gás xenônio natural contendo 0,0965% de átomos ( fração molar ) do nuclídeo primordial ¹²⁴ Xe, que é o isótopo alvo para fazer ^125I por captura de nêutrons . É carregado em cápsulas de irradiação da liga de zircônio zircaloy-2 (uma liga resistente à corrosão transparente aos nêutrons ) a uma pressão de cerca de 100 bar (cerca de 100 atm ). Após a irradiação com nêutrons lentos em um reator nuclear , vários radioisótopos de xenônio são produzidos. No entanto, apenas a decadência de ¹²⁵ Xe leva a um radioiodo: ¹²⁵ I. Os outros radioisótopos de xenônio decaem para xenônio estável ou para vários isótopos de césio , alguns deles radioativos (ao, ¹³⁵ Cs e ¹³⁷ Cs de vida longa ).

Longos irradiação vezes são desvantajosas. O iodo-125 em si tem uma captura de neutrões secção transversal de 900 celeiros , e, consequentemente, durante uma longa irradiação, parte do ¹²⁵ I formada será convertido para ¹²⁶ I, um beta-emissor e de positrões-emissor com uma meia-vida de 13,1 dias , o que não é útil do ponto de vista médico. Na prática, o tempo de irradiação mais útil no reator é de alguns dias. Depois disso, o gás irradiado pode decair por três ou quatro dias para eliminar radioisótopos indesejados de vida curta e permitir que o recém-criado xenônio-125 (meia-vida de 17 horas) decaia para iodo-125.

Para isolar o radioiodo, a cápsula irradiada é primeiro resfriada a baixa temperatura (para coletar o gás iodo livre na parede interna da cápsula) e o gás Xe restante é ventilado de maneira controlada e recuperado para uso posterior. As paredes internas da cápsula são então enxaguadas com solução diluída de NaOH para coletar o iodo como iodeto solúvel (I ^- ) e hipoiodito (IO ^- ), de acordo com a reação de desproporção padrão de halogênios em soluções alcalinas. Qualquer átomo de césio presente oxida imediatamente e passa para a água como Cs ⁺ . Para eliminar qualquer ¹³⁵ Cs e ¹³⁷ Cs de longa duração que possam estar presentes em pequenas quantidades, a solução é passada por uma coluna de troca catiônica , que troca Cs ⁺ por outro cátion não radioativo. O radioiodo (como ânion I ^- ou IO ^- ) permanece em solução como iodeto / hipoiodito.

Disponibilidade e pureza

O iodo-125 está disponível comercialmente em solução diluída de NaOH como ^125I -iodeto (ou o hipo - halito de sódio hipoiodito , NaIO). A concentração radioativa está entre 4 e 11 GBq / ml e a radioatividade específica é> 75 GBq / µmol (7,5 × 10 ¹⁶  Bq / mol). A pureza química e radioquímica é alta. A pureza radionuclídica também é alta; algum ¹²⁶ I (t _1/2 = 13,1 d) é inevitável devido à captura de nêutrons observada acima. O conteúdo tolerável de ¹²⁶ I (que é definido pelo isótopo indesejado que interfere nos cálculos de dose na braquiterapia ) está em cerca de 0,2% de átomo (fração de átomo) do iodo total (o resto sendo ¹²⁵ I).

Produtores

Em outubro de 2019, havia dois produtores de iodo-125, o reator nuclear McMaster em Hamilton , Ontário , Canadá; e um reator de pesquisa no Uzbequistão. O reator McMaster é atualmente o maior produtor de iodo-125, produzindo aproximadamente 60 por cento do fornecimento global em 2018; com o restante fornecimento global produzido no reator baseado no Uzbequistão. Anualmente, o reator McMaster produz iodo-125 suficiente para tratar aproximadamente 70.000 pacientes.

Em novembro de 2019, o reator de pesquisa no Uzbequistão foi desligado temporariamente para facilitar os reparos. A paralisação temporária ameaçou o fornecimento global do radioisótopo, deixando o reator McMaster como o único produtor de iodo-125 durante o período.

Antes de 2018, o reator National Research Universal (NRU) em Chalk River Laboratories em Deep River , Ontário, era um dos três reatores a produzir iodo-125. No entanto, em 31 de março de 2018, o reator NRU foi permanentemente fechado antes de seu descomissionamento programado em 2028, como resultado de uma ordem do governo. O reator nuclear russo equipado para produzir iodo-125 estava offline em dezembro de 2019.

Propriedades de deterioração

O mecanismo de decaimento detalhado para formar o nuclídeo-filho estável telúrio-125 é um processo de várias etapas que começa com a captura de elétrons . Isso é seguido por uma cascata de relaxamento de elétrons à medida que o buraco do elétron central se move em direção aos orbitais de valência . A cascata envolve muitas transições Auger , cada uma delas fazendo com que o átomo se torne cada vez mais ionizado . A captura de elétrons produz um núcleo de telúrio-125 em estado excitado com meia-vida de 1,6 ns, que sofre decaimento gama emitindo um fóton gama ou um elétron de conversão interno a 35,5 keV. Uma segunda cascata de relaxamento de elétrons segue o decaimento gama antes que o nuclídeo pare. Ao longo de todo o processo, em média 13,3 elétrons são emitidos (10,3 dos quais são elétrons Auger ), a maioria com energias inferiores a 400 eV (79% de rendimento). A conversão interna e elétrons Auger do radioisótopo foram encontrados em um estudo para causar pouco dano celular, a menos que o radionuclídeo seja diretamente incorporado quimicamente no DNA celular , o que não é o caso para os radiofármacos atuais que usam ¹²⁵ I como o nuclídeo do marcador radioativo.

Tal como acontece com outros radioisótopos de iodo, a absorção acidental de iodo-125 no corpo (principalmente pela glândula tireóide ) pode ser bloqueada pela administração imediata de iodo-127 estável na forma de um sal de iodeto. O iodeto de potássio (KI) é normalmente usado para essa finalidade.

No entanto, a administração preventiva auto-medicada injustificada de KI estável não é recomendada para evitar perturbar a função normal da tiróide . Esse tratamento deve ser dosado com cuidado e requer uma quantidade apropriada de KI prescrita por um médico especializado.

Veja também

• Isótopos de iodo
• Iodo-123
• Iodo-129
• Iodo-131
• Iodo em biologia

Notas e referências