Emitery promieniowania korpuskularnego w celowanej terapii radionuklidowej

Emitery promieniowania korpuskularnego w celowanej terapii radionuklidowej Aleksander Bilewicz II Letnia Szkoła Energetyki i Chemii Jądrowej

Emitery promieniowania korpuskularnego w celowanej terapii radionuklidowej II Letnia Szkoła Energetyki i Chemii Jądrowej Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych UW, Aleksander Bilewicz Instytut Chemii i Techniki Jądrowej

Radiofarmacja

Radiofarmacja ligand łącznik biomolekuła Radiochemia Chemia koordynacyjna Chemia organiczna Biologia molekularna

Rodzaje rozpadow Rozpad przyklad zastosowanie g, EC 99m Tc diagnostyczne a 211 At terapeutyczne b - 90 Y terapeutyczne b + 18 F diagnostyczne (PET) Auger 125 I terapeutyczne

Radionuklidy w medycynie

Otrzymywanie radionuklidów dla medycyny: Reaktor jądrowy Cyklotron Generatory radionuklidów Akcelerator elektronów (promieniowanie hamowania)

Reaktor jądrowy Reaktor jądrowy jest źródłem neutronów - termicznych - wolnych - niskoenergetycznych 176 Lu + n 177 Lu - szybkich - wysokoenergetycznych 47 Ti + n 47 Sc + p

Radionuklidy terapeutyczne produkowane w reaktorze Radionuklid T 1/2 tarcza 177 Lu 6,71 d 176 Lu 186 Re 3,77 d 185 Re 199 Au 3,14 d 198 Pt 198 Au 2,7 h 197 Au 105 Rh 1,48 d 104 Ru 153 Sm 1,93 d 152 Sm 89 Sr 50,57 d 98 Sr 111 Ag 7,46 d 111 Pd 77 As 1,62 d 76 Ge

rozszczepienie 235 U 90 Sr, 99 Mo, 103 Ru, 106 Ru 235 U 131 I,

Akcleratory i cyklotrony Cyklotron Siemens Bombardowanie protonami 18 O + p 18 F + n Bombardowanie cząstkami a 209 Bi + a 211 At + 2n Bombardowanie deuteronami 104 Ru + d 105 Rh +n

Radionuklidy terapeutyczne produkowane w cyklotronie Radionuklid T 1/2 tarcza cząstka 47 Sc 3,35 d 48 Ti p 199 Au 3,14 d 198 Pt d 67 Cu 2,58 h 67 Zn p 105 Rh 1,48 d 104 Ru d

Generatory radionuklidów 99 Mo 2,75dnia 99m Tc 6godz. 99 Tc Schemat generatora 99 Mo/ 99m Tc Dojenie radionuklidów

Radionuklidy terapeutyczne otrzymywane z generatorów Radionuklid T 1/2 Radionuklid macierzysty T 1/2 90 Y 64 h 90 Sr 28,1 l 188 Re 16,7 h 188 W 69 d 223 Ra 11,4 d 227 Ac 21,6 l 225 Ac 10,0d 223 Bi 46 min

Radionuklidy terapeutyczne otrzymywane w reakcji g,n na akceleratorach elektronów Radionuklid T 1/2 tarcza 225 Ra( 225 Ac) 15 d 226 Ra 99 Mo 66 h 100 Mo

Radiofarmaceutyki terapeutyczne: proste jony 131 I -, 153 Sm 3+, 166 Ho 3+, 89 Sr koloidy np. cząstki szkła z inkorporowanymi radionuklidami, AgAt, radioaktywne nanocząstki celowana radioterapia - znakowane przeciwciała monoklonalne lub ich fragmenty - znakowane peptydy

Jakie wymagania musi spełnić radionuklid terapeutyczny? 1. odpowiednia energia emitowanej cząstki, 2. T 1/2 między 1 godz. a 10 dni, 3. duży przekrój czynny reakcji jądrowej syntezy, 4. dobrze, gdy można go otrzymać w reaktorze jądrowym, 5. łatwe wydzielenie z tarczy, 6. możliwość otrzymania w formie beznośnikowej,

176 Lu + n 177 Lu - nośnikowy 176 Yb +n 177 Yb 177 Lu - beznośnikowy Zalety radionuklidów beznośnikowych - duża aktywność właściwa, - znakowanie wszystkich centrów aktywnych biomolekuły - duży efekt terapeutyczny

Radionuklidy terapeutyczne radionuklid T 1/2 typ rozpadu (MeV) max. zasięg

Terapeutyczne Auger Emitery 123,125 I, 99m Tc, 103m Rh, 1,7 MeV b - a 211 At, 225 Ac, 212,213 Bi, 212 Pb 0,30-0,60 MeV b - a -5,3 MeV Elektrony Augera Zakres mm Miękkie i średnie b - 131 I, 153 Sm, 169 Er, 177 Lu, 47 Sc, 105 Rh, 186 Re, Twarde b - 90 Y, 188 Re, 89 Sr

Radionuklidy terapeutyczne Twarde b - 89 Sr, 90 Y, 188 Re Miękkie i średnie b - 131 I, 169 Er, 177 Lu, 47 Sc, 105 Rh, 186 Re a 211 At, 225 Ac, 212,213 Bi, 223,224 Ra, 212 Pb, 226 Th Auger 123,125 I, 99m Tc, 103m Rh

Radiofarmaceutyki terapeutyczne znakowane emiterami promieniowania b -

Twarde emitery beta 729 Ilość publikacji poświęconych medycznemu zastosowaniu radionuklidów (od 1980 r)

Miękkie emitery beta Ilość publikacji poświęconych medycznemu zastosowaniu radionuklidów (od 1980 r)

Otrzymywanie 177 Lu 177 Lu nośnikowy 176 Lu(n,g) 177 Lu s = 2000 b Zawartość izotopu 176 Lu - 2% Zanieczyszczenie 177m Lu < 1% 177 Lu beznośnikowy 176 Yb(n,g) 177 Yb (T 1/2 =1:9 h) b - 177 Lu s = 2.85 b Zawartość 176 Yb - 12.7% Bardzo trudne rozdzielenie chemiczne

Wiązanie radionuklidów lantanowcowych z biomolekułą DOTA jest najlepszym ligandem dla 177 Lu, 90 Y, 47 Sc, 111 In i innych lantanowców Do radionuklidów renu stosuje się ligandy stosowane dla 99m Tc np. HYNIC

Przeciwcialo monoklonalne z przyczepionym radioizotopem

Radioimmunoterapia Non-Hodgkin s Leukemia B CD 20 90 Y Zevalin 90 Y CD20 antygen

Mononclonal Antibodies v RIT Courtesy of Peter McLaughlin, 2002

Zevalin Phase III: Results Zevalin( 90 Y) Rituximab Response rate CR 30% 16% PR 45% 36% Overall RR 80% 56% Thomas E. Witzig, Leo I. Gordon, Fernando Cabanillas, et al. Randomized Controlled Trial of Yttrium-90 Labeled Ibritumomab Tiuxetan Radioimmunotherapy Versus Rituximab Immunotherapy Journal of Clinical Oncology, Vol 20, No 10 (May 15), 2002: pp 2453-2463

I-131 Bexxar Y-90 Zevalin Pełna odpowiedź 11/31 35.5% 15/36 41.7% Postęp choroby 4/31 12.9% 4/36 11.1%

zawartość względna

dwuspecyficzne przeciwciało: Wydalanie z krwi Anti-HSG Fab plus Anti-CD20 Fab di-haptenpeptyd Osiągnięcie guza Szybkie dotarcie do guza nowotwór Szybkie usunięcie z moczem

Image of the Year 2009 FDG-PET Before After therapy A 36-year-old woman with NHL (non-hodgkin lymphoma) had a complete response after Y-90 Zevalin treatment.

Biomolekuły terapeutyczne Peptydy somastatyna analogi

Oktreotyd

Receptory somatostatyny (D)Phe Cys - - Phe - (D)Trp Thr(ol) - Cys - Thr - Lys hsstr1 > 1000 nmol / L hsstr2 0.32 nmol / L hsstr3 31.6 nmol / L hsstr4 > 1000 nmol / L hsstr5 7.3 nmol / L

ALFA EMITERY DLA TERAPI 225 Ac 10 d 233 U łańcuch rozpadu 226 Ra (p,2n) 224 Ra 3.66 d 228 Th (rozpad a) 224 Ra 223 Ra 11.4 d 226 Ra (n,g) 227 Ac 213 Bi 45.6 m 225 Ac Ac Bi generator 212 Bi 60 m 224 Ra Ra Bi/Pb generator 211 At 7.2 h 209 Bi (a,2n) 211 At 149 Tb 4.1 h Ta (p,spall) 152 Gd (p,4n) 149 Tb 255 Fm 20.1 h 255 Ei (39.8 d)-rozpad 255 Ei - 255 Fm generator

Zalety cząstek alfa: duża wartość LET ( 100 kev/μm) w mniejszym stopniu oddziałują na zdrowe komórki otaczające nowotwór powodują podwójne pęknięcia w nici DNA izotopy a są idealne do leczenia małych guzków, przerzutów nowotworowych możliwość zniszczenia tzw. macierzystych komórek nowotworowych, odpornych na chemioterapię i klasyczną radioterapię

211 At Najcięższy pierwiastek w grupie chlorowców Otrzymywany w cyklotronie w reakcji 209 Bi(α,2n) 211 At 211 At a 41.8 % EC 58.2 % 5.87 MeV 207 Bi 211 Po EC 100 % a 100 % 7.45 MeV 207 Pb (stabilny)

Zalety 211 At względem pozostałych alfa emiterów: T 1/2 =7,21 h ( 212 Bi 60 min, 213 Bi 45 min, 226 Th-30 min, 225 Ac 10 dni, 223 Ra 11 dni) odpowiednia energia emitowanej cząstki α ( 6-7,5 MeV) duży przekrój czynny reakcji syntezy zachodzącej w cyklotronie łatwe i szybkie wydzielanie z tarczy metoda termiczna otrzymywanie w formie beznośnikowej

liczba publikacji Prace dotyczące astatu i jego związków znalezione w bazie Science Citation Index, 90 80 211 At 70 60 50 40 30 20 10 0 lata 1971-1976 1976-1980 1981-1986 1986-1990 1991-1996 1996-2000 2001-2006 2006-2010

209 Bi (α, 2n) 211 At E α 28 MeV t 1/2 =7,21h 209 Bi (α, 3n) 210 At E α > 28 MeV t 1/2 =8,32h

Stopnie utlenienia astatu -1 At - 0 At +1 At(H 2 O) + n HAtO +3 H 2 AtO + 2 AtO 2 +5 AtO 3 +7 AtO 4

Reakcja otrzymywania prekursora, estru para-[ 211 At]astatobenzoesanu N- bursztynoimidylowego i jego przyłączanie do biomolekuły,

Zalutsky MR, et al,, J,Nucl Med 49 (2008) 30, Chimeric antitenascin mab 81C6 (ch81c6) (10 mg) był wyznakowany 71 347 MBq of 211 At za pomocą estru para-[ 211 At]astatobenzoesanu N-bursztynoimidylowego Przeprowadzono badania na 18 pacjentach poprzez injekcje do loży (cavity) po operacji chirurgicznej mózgu, glioblastoma multiforme (GBM), śr 54 tyg,, dwóch pacjentów 3 lata anaplastic astrocytoma, śr 52 tyg,, jeden pacjent 5 lat oligodendroglioma, śr 116 tyg,

Biomolekuły znakowane 211 At: Przeciwciała monoklonalne, ich fragmenty, nanociała Peptydy, pochodne somatostatyny Steroidy (astatocholesterol, astatoestradiol), hormony np, insulina, Małe biomolekuły (błękit metylenowy, zasady purynowe (metaastobenzylguanidyna) Nanokoloidy (Ag-At)

log K1 Wiązania w związkach chlorowców 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Cl Br Hg-X I At Miękkie kationy: Pt 2+, Pd 2+, Hg 2+, Ag +, Au +, Bi 3+, Rh 3+, Ir 3+,

At M L biomolekuła Rh 3+ miękki kation tworzy trwałe kinetycznie inertne niskospinowe d 6 kompleksy

Cyclotrony IFJ - Kraków, Polska, AIC-144, JINR - Dubna, Rosja, U 200 NPI - Reź, Czechy, U-I20 M Duke University, USA, CS-30 Otrzymywanie 211 At Metaliczna tarcza bizmutowa, 209 Bi(a,2n) 211 At reakcja jądrowa 28 MeV energia a Wydzielanie 211 At poprzez suchą destylację

Badania tworzenia kompleksu Rh[16aneS4] 131 I RP HPLC R t =15-16 min, Kompleks Rh[16aneS4] 131 I Kompleks Rh[16aneS4] 211 At HPLC: Beckman Coulter kolumna: Waters Xterra RP C18 Warunki: A - 0,1% TFA w H 2 O B - 0,1% TFA w AcN 0 5 min, 95% A 5% B 5 35 min, Liniowy gradient do 100% B 35 40 min, 100% B 40 45 min, 95% A 5% B

Trwałość kompleksu Rh[16aneS4] 131 I/ 211 At w PBS (ph=7,4) i ludzkiej surowicy Stability (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Rh[16aneS4] 131 I w PBS 0 10 20 30 40 50 60 time (h) 6C 25C 37C

Badania biodystrybucji kompleksu Rh[16aneS4-diol] 211 At + Procent wstrzykniętej dawki na organ (%ID/organ) Organ Rh[16aneS 4 -diol] 211 At + kwas meta- [ 211 At]astatobenzoesowy* 2,0 h 4,0 h 2,0 h 4,0 h Śledziona 0,42 ± 0,23 0,23 ± 0,10 0,9 0,5 Płuca 0,63 ± 0,19 0,47 ± 0,09 1,75 1,2 Żołądek 3,58 ± 0,67 2,40 ± 0,93 12,0 9,0 Tarczyca 1,63 ± 0,48 1,61 ± 0,76 0,9 1,4 Jelito cienkie 2,11 ± 0,44 1,31 ± 0,17 5,0 3,85 *Wartości %ID/organ dla kwasu meta-[ 211 At]astatobenzoesowego zostały odczytane z rysunków zamieszczonych w publikacji: P.K. Garg, C.L. Harrison, M.R. Zalutsky, Comparative tissue distribution in mice of the a-emitter 211 At and 131 I as labels of monoclonal antibody and F(ab ) 2 fragment, Cancer Res., 50, 3514 3520 (1990).

Synteza biokoniugatu + RhCl 3 ph = 3,0-4,0; 85 C 1 h Substancja P

Znakowanie biokoniugatu astatem 211 At Radiofarmaceutyk astatowy

149 Tb

Nanocząstki w medycynie nuklearnej

Nanocząstki w medycynie nuklearnej Nanocząstka Radionuklid zastosowanie Nanorurki C 111 In SPECT Kropki kwantowe 64 Cu PET/NIRF Kropki kwantowe 18 F PET/NIRF Tlenek żelaza (SPION) 64 Cu PET/MRI Au 198 Au terapia Liposomy 90 Y terapia Liposomy 188 Re, doxorubicyna radio i chemioterapia

Mechanizm EPR (Enhance Permability and Retention)

Mechanizm aktywny PNAS 107 (2010) 8760 8765 J. Nucl. Med. 48 (2007) 437.

Radionuklidy radu

Nowa koncepcja nośnik = 223,224,225 Ra łącznik biomolekuła

Zeolites są nieorganicznymi wymieniaczami jonowymi Na 2 [Al 2 Si 3 O 10 2H 2 O] Labilny kation Szkielet zeolitu (ładunek -2) Na 2 [Al 2 Si 3 O 10 2H 2 O] + Ra 2+ Ra [Al 2 Si 3 O 10 2H 2 O] + 2Na +

Selektywność względem kationów 2 grupy różnych zeolitów Mg 2+ > Ca 2+ > Sr 2+ > Ba 2+ > Ra 2+ Ra 2+ > Ca 2+ > Sr 2+ > Mg 2+ > Ba 2+ Ca 2+ > Mg 2+ > Sr 2+ > Ba 2+ > Ra 2+ Ra 2+ > Ba 2+ > Sr 2+ > Ca 2+ > Mg 2+ Największą selektywność na Ra 2+ wzgl, Na + mają zeolity o dużej gęstości ładunku ujemnego (wysoki stosunek Al/Si

223 Ra 223 Ra

Synteza nanozeolitu NaA Synteza hydrotermalna 60 o C, 48 godz.

Modyfikacja powierzchni nanozeolitu NaA

Thermogravimetric analysis (TGA) NaA NaA-PEG NaA-PEG-Subst P

Znakowanie nanozeolitów radionuklidami Ra = Ra 2+ = Na +

Adsorpcja 224 Ra i 225 Ra nanozeolicie NaA Nanozeolit % absorpcji K d 224 Ra 99.91 >10 4 225 Ra 99.99 5*10 5

Stabilność nanozeolitu znakowanego 224 Ra Solution % of liberated activity α, 3.66 d 5.7 MeV α, 55.6 s 6.3 MeV 224 Ra 220 Rn 0,9% NaCl 0,17% 0,02M PBS 0,36% 10-3 M EDTA 4,85% ( 212 Pb) 10-3 M cysteina 5,28% ( 212 Pb) 10-3 M glutation 0,46% α, 0.15 s 6.8 MeV b, 10.64 h 0.101 MeV α, 60 min 6.0 MeV b, 3 min 1.79 MeV 216 Po 212 Pb 212 Bi 208 Tl surowica ludzka 2,61% ( 212 Pb) stable 208 Pb

Stabilność nanozeolitu znakowanego 225 Ra Solution % of liberated activity b, 15 d 0.375 MeV 225 Ra 0,9% NaCl 0% ( 225 Ra) 2% ( 225 Ac, 221 Fr, 213 Bi) α, 10 d 5.9 MeV 225 Ac 0,02M PBS 0,17% ( 225 Ra) 1,5% ( 225 Ac, 213 Bi) α, 4.9 min 6.3 MeV 221 Fr 10-3 M EDTA 0,12% ( 225 Ra) 4% ( 221 Fr) α, 0.032 s 7.0 MeV 217 At 10% ( 225 Ac, 213 Bi) 10-3 M cysteina 0,22% ( 225 Ra) 1% ( 225 Ac, 221 Fr) α, 46 min 5.8 MeV 213 Bi 13% ( 213 Bi) 0,08% ( 225 Ra) b, 3.2 h 0.644 MeV 209 Pb Surowica ludzka 2% ( 225 Ac, 221 Fr) 5% ( 213 Bi) stable 209 Bi

Widmo a Źródło otrzymane przez odparowanie 225 Ra w nanozeolicie

SubstancjaP (5-11) na jedną nanocząstkę 90 nm Obliczenia: 0,1 mg substancji P/ 3,8 mg nanocząstek (3x10 15 nanocząstek) Średnio: 23 cząsteczek peptydu /nanocząstkę Substance P PEG

Generatory in vivo 230 U (β, t 1/2 = 20.8 d) 226 Th (α, t 1/2 = 30.57 min) 212 Pb (β, t 1/2 = 10.64 h) 225 Ac (α, t 1/2 = 10 d) 222 Ra (α, t 1/2 = 30.8 s) 212 Bi (α, t 1/2 = 60 min) 221 Fr (α, t 1/2 = 4.9 min) 218 Rn (α, t 1/2 = 35 ms) 208 Tl (β, t 1/2 = 3.0 min) 217 At (α, t 1/2 = 0.032 s) 214 Po (α, t 1/2 = 164.3 us) 208 Pb (stable) 213 Bi (α, t 1/2 = 46 min) 210 Pb (β, t 1/2 = 22.3 y) 209 Pb (β, t 1/2 = 3.2 h) 210 Bi (β, t 1/2 = 5.01 d) 209 Bi (stable) 210 Po (α, t 1/2 = 138.4 d) 206 Pb (stable)

Kompleksy - 212 Pb i 225 Ac 36% powstałego 212 Bi ucieka z kompleksu. 225 α Ac 221 Fr β - 212 Pb 212 Biβ - DOTA B.Bartos et al. J Radioanal Nucl Chem DOI 10.1007/s10967-012-2238-4 Yubin Miao et al. Critical Reviews in Oncology/Hematology 67 (2008) 213 228

OH OH Nanocząstki TiO 2 TiO 2 tworzy silne wiązania koordynacyjne z wielowartościowymi kationami OH TiO 2 OH + Pb 2+ OH TiO 2 O Pb + 2H + OH OH

OH OH OH Mechanizm reasocjacji - 212 Bi OH TiO 2 O Pb 212 b - TiO 2 O - OH 212 Bi OH TiO 2 O Bi 212 + 3H + OH OH OH K d (Pb 2+ )>10 4 K d (Bi 3+ )>10 5

OH OH OH OH Reassociation mechanism - 213 Bi 60 nm 221 Fr OH TiO 2 O Ac 225 TiO 2 O - a OH OH TiO 2 O - 221 Fr OH OH OH 2a K d (Ac 3+ )>10 5 K d (Fr + )>10 3 K d (Bi 3+ )>10 5 OH TiO 2 O Bi 213 + 3H + OH

TiO 2 nanoparticles - parameters TEM TiO 2 NPs SEM BET 62 m 2 /g Potencjał xeta ζ = 15,6 mv Hydrodynamiczna średnica (DLS)

Znakowanie TiO 2 radionuklidem 212 Pb No forma TiO 2 Średnica nanocząstki [nm] Kd Sorpcja [%] 1 a rutile and anatase 50 2.5 10 3 37.8 2 b anatase 100 > 10 4 99.2 3 c anatase 45 > 10 4 99.3 4 c anatase 37 > 10 4 97.8 5 b anatase 25 > 10 4 98.7 6 b anatase 7 > 10 4 99.0 a P-25 Degussa b dostępne rynkowo c synteza IChTJ

Leakage of Pb-212 [%] Leakage of Bi-212 [%] Stabilność znakowanych 212 Pb nanocząstek 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 77 nm, nm, anatase 25 25 nm, nm, anatase 37 37 nm, nm, anatase

Labelling of TiO 2 with 225 Ac no forma TiO 2 Średnica nanocząstki [nm] Kd Sorpcja [%] 4 c anatase 37 > 10 4 99.7 5 b anatase 25 > 10 4 99.9 6 b anatase 7 > 10 4 99.9

wyciek Ac-225 [%] 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Stabilność znakowanych 225 Ac nanocząstek 7 nm, anata 7 nm, anatase 25 nm, anat 25 nm, anatase 37 nm, anat 37 nm, anatase

Synteza nanocząstek TiO 2 z wbudowanym 225 Ac 2.5ml Ti(OBu) 4 + 10ml bezwodny EtOH 2.5 ml wody+ 2.5 ml EtOH + 0.5 ml of 70% HNO 3 + 50 μl, 225 Ac(NO 3 ) 3 żółty zol Mieszanie w bezwodnej atmosferze mieszanie3 h 6h, 70ºC TiO 2 żel suszenie J. Liqiang et al. Journal of Solid State Chemistry 177 (2004) 3375-3382 TiO 2 NPs doped with 225 Ac ~ 20 30 nm

TiO 2-225 Ac widmo a A źródło 225 Ac na powierzchni TiO 2 B 225 Ac wbudowane w TiO 2 C

Nanocząstki TiO 2 modyfikowane Ag jako nośniki 211 At + Ag + + At

Nanocząstki TiO 2 Ag Ag 2 O + C 6 H 12 O 6 Ag + C 6 H 12 O 7 (T = 60 o C) TiO 2 nanoparticles (Sigma Aldrich, anatase) TiO 2 Ag nanoparticles after the modyfication (with metalic silver)

TiO 2 - Ag nanocząstki

Przyłączanie 211 At do nanocząstek TiO 2 -Ag Próbka Średnica [nm] Wydajność znakowania [%] 1 a 40 99,8 >10 4 2 a 25 98,9 >10 4 3 b 5 90,6 >10 4 4 a,c 37 94,0 >10 4 K d a dostępne rynkowo nanocząstki b syntezowane w naszym laboratorium c P-25 Degussa

Stabilność znakowanych nanocząstek

Elektrony Augera Emisja elektronów Augera po wychwycie elektronu, lub wewnętrznej konwersji (foton wybija elektron wewnętrzny)

Emitery elektronów Augera radionuklid Ilość emitowanych elektronów /rozpad 99m Tc 4-7 77 Br 4-7 67 Ga 4-7 55 Fe 4-7 111 In 8 123 I 11 125 I 21 195m Pt 33

Elektrony Augera

125 I, 67 Ga, 103m Rh, 111 In Ogromna efektywność promieniowania, cała energia jest lokalizowana w pobliżu rozpadu. Uszkodzenia podwójnie niciowe DNA Radiofarmaceutyk musi połączyć się z DNA, np. 125 I DNA prekursor. Sciana komórki Ściana jądra Przyłączenia do DNA zerwanie nici

Pary teragnostyczne Radionuklid diagnostyczny Rodzaj rozpadu Radionuklid Terapeutyczny radionuklidy tych samych pierwiastków Rodzaj rozpadu 64 Cu b + 67 Cu b - 86 Y b + 90 Y b - 44 Sc b + 47 Sc b - 124 I b + 131 I b - radionuklidy różnych pierwiastków 99m Tc g 188 Re b - 68 Ga b + 177 Lu, 90 Y b - 44 Sc b + 177 Lu, 90 Y b - 68 Ga b + 213 Bi a

Terapia wychwytu neutronów Niektóre stabilne izotopy wykazują ogromny przekrój czynny dla neutronów. W medycynie znalazły zastosowanie dwa izotopy 10 B (przekrój czynny 3838 barnów) i 157 Gd (255000 barnów). Przeciwciała znakuje się tymi nuklidami i akumulują się one w chorej tkance. Następnie naświetla się organizm strumieniem neutronów o takiej wielkości aby głównie były pochłaniane przez 10 B lub 157 Gd. Następują reakcje: 10 5 B n Li 7 3 α lub 157 Gd +n 158 Gd +g Po pochłonięciu neutronu emitowana jest cząstka a i 7 Li o dużej sile niszczącej chore komórki lub wysoenergetyczny kwant g w przypadku 157 Gd. Metoda terapii 157 Gd może być połączona z obrazowaniem NMR co zwiększa jej efektywność.

Dziękuję za uwagę