Pertecnetato di sodio

Il pertecnetato di sodio è un composto inorganico avente formula $\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$. Questo sale incolore contiene l'anione pertecnetato, $[\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4]{\phantom{A}}^{-}$. L'anione radioattivo ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}$ è un importante radiofarmaco per uso diagnostico. I vantaggi del ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}$ includono la sua breve emivita di 6 ore e la bassa esposizione del paziente alle radiazioni, che consentono di iniettare a un paziente dosi con attività superiori a 30 mCi (dove Ci sta a indicare il Curie). $\mathrm{N}\mathrm{a}[{\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4]$ è il precursore di molti derivati utilizzati nell'imaging biomedico.

Chimica

L'anione pertecnetato $[\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4]{\phantom{A}}^{-}$ è il materiale di partenza per la maggior parte della chimica del tecnezio. I sali pertecnetati sono generalmente incolori. Il $[\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4]{\phantom{A}}^{-}$ è prodotto dall'ossidazione del tecnezio con acido nitrico o con perossido di idrogeno. L'ultimo perfezionamento della struttura del pertecnetato di sodio è riportato nell'articolo. L'anione pertecnetato è simile all'anione permanganato, ancor di più all'anione $[\mathrm{R}\mathrm{e}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4]{\phantom{A}}^{-}$, ma è un agente ossidante più debole. È tetraedrico e diamagnetico; il potenziale dell'elettrodo standard per $[\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4]{\phantom{A}}^{-}/\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$ è solo $+0,738\mathrm{V}$ in soluzione acida, rispetto a $+1,695\mathrm{V}$ per $\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}/\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$. A causa del suo ridotto potere ossidante, il $[\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4]{\phantom{A}}^{-}$ è stabile in soluzione alcalina. A seconda dell'agente riducente, $[\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4]{\phantom{A}}^{-}$ può essere convertito in derivati contenenti $\mathrm{T}\mathrm{c}(\mathrm{V}\mathrm{I})$, $\mathrm{T}\mathrm{c}(\mathrm{V})$ e $\mathrm{T}\mathrm{c}(\mathrm{I}\mathrm{V})$. In assenza di forti ligandi complessanti, il $[\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4]{\phantom{A}}^{-}$ viene ridotto a uno stato di ossidazione $+4$ tramite la formazione di idrato di diossido di tecnezio ($\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$).

Uso farmaceutico

L'emivita del ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}$ è sufficientemente lunga da consentire l'esecuzione di sintesi di marcatura delle misurazioni radiofarmaceutiche e scintigrafiche senza una significativa perdita di radioattività. L'energia emessa da ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}$ è di 140 keV (ove eV indica l'elettronvolt), che consente lo studio degli organi profondi del corpo. I radiofarmaci non hanno effetti farmacologici previsti e sono utilizzati in concentrazioni molto basse. I radiofarmaci contenenti ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}$ vengono attualmente applicati nella determinazione della morfologia degli organi, nei test della funzione degli organi e nell'imaging scintigrafico e tomografico a emissione. La radiazione gamma emessa dal radionuclide consente di acquisire immagini tomografiche in vivo degli organi. Attualmente, oltre l'80% dei radiofarmaci utilizzati clinicamente è marcato con ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}$. La maggior parte dei radiofarmaci marcati con ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}$ sono sintetizzati dalla riduzione dello ione pertecnetato in presenza di ligandi scelti per conferire specificità d'organo del farmaco. Il composto ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}$ risultante viene quindi iniettato nel corpo e una "camera gamma" viene focalizzata su sezioni o piani per visualizzarne la distribuzione spaziale.

Applicazioni a imaging specifiche

Il ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}$ viene utilizzato principalmente nello studio della ghiandola tiroidea, in particolare della sua morfologia, vascolarizzazione e funzione. L'anione $[\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4]{\phantom{A}}^{-}$ e lo ioduro, a causa del loro rapporto carica/raggio comparabile, sono incorporati in modo simile nella ghiandola tiroidea. Lo ione pertecnetato però non è incorporato nella tireoglobulina. Viene anche utilizzato nello studio della perfusione sanguigna, dell'accumulo regionale e delle lesioni cerebrali nel cervello, poiché si accumula principalmente nel plesso coroideo.

Il pertecnetato di sodio non può passare attraverso la barriera emato-encefalica. Oltre alle ghiandole salivari e tiroidee, ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}$ si localizza nello stomaco. Il ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}$ viene eliminato per via renale nei i primi tre giorni dopo l'iniezione. Dopo aver eseguito una scansione, si consiglia al paziente di bere grandi quantità di acqua per accelerare l'eliminazione del radionuclide. Altri metodi di somministrazione del ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}$ includono la somministrazione intraperitoneale, intramuscolare, sottocutaneo e orale. Il comportamento dello ione ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}$ è essenzialmente lo stesso, con piccole differenze dovute alla differenti velocità di assorbimento, indipendentemente dal metodo di somministrazione.

Preparazione del ^99mTcO₄⁻

Template:Vedi anche Il ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}$ è convenientemente disponibile in elevata purezza radionuclidica dal molibdeno-99, che decade con una probabilità dell'87% in ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}$. Il successivo decadimento del ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}$ porta a ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99}\mathrm{T}\mathrm{c}$ o ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99}\mathrm{R}\mathrm{u}$. Il ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99}\mathrm{M}\mathrm{o}$ può essere prodotto in un reattore nucleare tramite l'irraggiamento del molibdeno-98 o molibdeno naturale con neutroni termici, ma questo non è il metodo attualmente in uso oggi. Attualmente, il ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99}\mathrm{M}\mathrm{o}$ viene recuperato come prodotto della reazione di fissione nucleare dell'${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{235}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}235}\mathrm{U}$, separato dagli altri prodotti di fissione tramite un processo a più fasi, e caricato su una colonna di allumina che costituisce il nucleo di un "generatore" di radioisotopi ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99}\mathrm{M}\mathrm{o}$/${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}$.

Poiché il ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99}\mathrm{M}\mathrm{o}$ decade continuamente in ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}$, il ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}$ può essere rimosso periodicamente (di solito giornalmente) facendo scorrere una soluzione salina (0,15 M di cloruro di sodio in acqua) attraverso la colonna di allumina: il ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99}\mathrm{M}\mathrm{o}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{2-}$, più carico, viene trattenuto sulla colonna dove continua a subire un decadimento radioattivo, mentre il radioisotopo utile in medicina, il ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}$, viene eluito nella soluzione fisiologica. L'eluato dalla colonna deve essere sterile e non pirogeno, in modo che il farmaco possa essere utilizzato direttamente, di solito entro 12 ore dall'eluizione.

Sintesi di radiofarmaci ^99mTcO₄⁻

Il ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}$ è vantaggioso per la sintesi di una varietà di radiofarmaci perché il tecnezio può adottare un certo numero di stati di ossidazione. Lo stato di ossidazione e i coligandi determinano la specificità del radiofarmaco. Il materiale di partenza, $\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}^{99m}\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$, reso disponibile dopo eluizione dalla colonna del generatore, può essere ridotto in presenza di ligandi complessanti. Possono essere usati molti agenti riducenti diversi, ma i riducenti dei metalli di transizione vengono evitati perché competono col ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}$ per i ligandi. Si evitano anche ossalati, formiati, idrossilammina e idrazina perché formano complessi con il tecnezio.

Idealmente, la sintesi del radiofarmaco desiderato a partire da ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}$, che è un agente riducente, e dai ligandi desiderati dovrebbe avvenire in un contenitore dopo l'eluizione, e la reazione deve essere eseguita in un solvente che può essere iniettato per via endovenosa, come una soluzione salina. Sono disponibili kit che contengono l'agente riducente, solitamente stagno(II) e ligandi. Questi kit sono sterili, non pirogeni, facilmente acquistabili e possono essere conservati per lunghi periodi di tempo. La reazione con ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}$ avviene direttamente dopo l'eluizione dalla colonna del generatore e poco prima dell'uso previsto. Un'elevata specificità dell'organo è importante perché l'attività iniettata dovrebbe accumularsi nell'organo in esame, a causa del fatto che dovrebbe esserci un elevato rapporto di attività dell'organo bersaglio rispetto agli organi non bersaglio. Se c'è un'elevata attività negli organi adiacenti a quello in esame, l'immagine dell'organo bersaglio può essere oscurata. Inoltre, l'elevata specificità dell'organo consente la riduzione dell'attività iniettata, e quindi dell'esposizione alle radiazioni nel paziente. Il radiofarmaco deve essere cineticamente inerte, in quanto non deve cambiare chimicamente in vivo lungo il percorso verso l'organo bersaglio.

Esempi

• Un complesso che può penetrare la barriera emato-encefalica è generato dalla riduzione di ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}$ con stagno(II) in presenza del ligando "d,l-HMPAO" per formare TcO-d,l-HMPAO (HM-PAO è esametilpropileneammino ossima).
• Un complesso che per l'imaging dei polmoni, tecnezio 99mTc albumina aggregata ("Tc-MAA"), è generato dalla riduzione di ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}$ con cloruro stannoso ($\mathrm{S}\mathrm{n}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2$) in presenza di albumina sierica umana.
• Lo ione $[{\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}(\mathrm{O}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2){\phantom{A}}_3(\mathrm{C}\mathrm{O}){\phantom{A}}_3]{\phantom{A}}^{+}$, che è stabile sia in acqua che in aria, è generato dalla riduzione di ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}$ con monossido di carbonio. Questo composto è un precursore di complessi che possono essere utilizzati nella diagnosi e nella terapia del cancro.

Altre reazioni che coinvolgono lo ione pertecnetato

• La radiolisi di $\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}$ in soluzioni di nitrati procede attraverso la riduzione a $\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{2-}$ che induce complessi processi di disproporzione:

$\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}+\mathrm{e}{\phantom{A}}^{-}⟶\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{2-}$

$2\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{2-}⟶\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}+\mathrm{T}\mathrm{c}{\phantom{A}}^{\mathrm{V}}$

$2\mathrm{T}\mathrm{c}{\phantom{A}}^{\mathrm{V}}⟶\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{2-}+\mathrm{T}\mathrm{c}{\phantom{A}}^{\mathrm{I}\mathrm{V}}$

$\mathrm{T}\mathrm{c}{\phantom{A}}^{\mathrm{V}}+\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{2-}⟶\mathrm{T}\mathrm{c}{\phantom{A}}^{\mathrm{I}\mathrm{V}}+\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}$

• Il pertecnetato può essere ridotto da acido solfidrico ($\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}$) per dare $\mathrm{T}\mathrm{c}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}{\phantom{A}}_7$.
• Il pertecnetato viene anche ridotto a composti Tc(IV/V) in soluzioni alcaline in serbatoi di scorie nucleari senza l'aggiunta di metalli catalitici, agenti riducenti o radiazioni esterne. Le reazioni di mono- e disaccaridi con ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{99m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}99m}\mathrm{T}\mathrm{c}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}$ producono composti di Tc(IV) che sono solubili in acqua.

Voci correlate

• Radionuclide
• Tecnezio
• Tecnezio-99m
• Radiofarmacologia