テクネチウム99mジェネレータ

テクネチウム99mジェネレーター、または口語ではテクネチウムカウ、モリブデンカウは、崩壊するモリブデン99サンプルからテクネチウムの準安定同位体^99m Tcを抽出するために使用される装置です。⁹⁹ Moの半減期は66時間^[1]であり、長距離の病院に簡単に輸送でき、そこで崩壊生成物のテクネチウム99m（半減期はわずか6時間で輸送には不便）が抽出され、その短い半減期が非常に役立つさまざまな核医学診断手順に使用されます。

⁹⁹ Moは、高中性子束炉で^{98 Moを}中性子放射化（n,γ反応）させることで得られる。しかし、最も頻繁に使用される方法は、原子炉でウラン235を核分裂させることである。現在⁹⁹ Moを生産しているほとんどの原子炉は高濃縮ウラン235ターゲットを使用しているが、核拡散の懸念から、一部の生産者は低濃縮ウランターゲットに移行している。^[2]ターゲットに中性子を照射すると、 ⁹⁹ Moが核分裂生成物として生成される（収率6.1％）。^{[3]その後、}ホットセルで未反応のウランと他の核分裂生成物からモリブデン99が分離される。^[4]

^99m Tcは、1950年代にパウエル・リチャーズがテクネチウム99mの医療用放射性トレーサーとしての可能性に気づき、医療界でその使用を推進するまで、科学的な好奇心の対象であり続けました。^{[5]リチャーズが}ブルックヘブン国立研究所のホットラボ部門で放射性同位元素の製造を担当していた一方で、ウォルター・タッカーとマーガレット・グリーンは、ブルックヘブン黒鉛研究炉で生成された3.2日間の親元素であるテルル132から、短寿命の溶出 娘元素である ヨウ素132を分離するプロセスの純度を向上させる方法に取り組んでいました。 ^{[6]彼らは、他の核分裂生成物の分離プロセスの化学的性質においてテルル}に続いて^99m Tcであることが判明した微量汚染物質を検出しました。テルル-ヨウ素親子ペアの化学的類似性に基づいて、タッカーとグリーンは1958年に最初のテクネチウム99mジェネレーターを開発しました。^{[7] [8]} 1960年にリチャーズが初めてテクネチウムを医療トレーサーとして使用するアイデアを提案しました。^{[9] [10] [11] [12]}

テクネチウム 99m は半減期が 6 時間という短いため、長期保管は不可能である。限られた数の生産拠点から放射性医薬品製造用の放射性医薬品製造所やその他の最終使用者への^99m Tc の輸送は、長距離輸送後に十分な放射能を残すために大幅に過剰生産する必要があり、複雑になる。代わりに、より長寿命の親核種^{99 Mo を}中性子照射ウラン標的から抽出し、専用の処理施設で精製した後、ジェネレーターで放射性医薬品製造所に供給することができる。 ^[13]放射性医薬品製造所は病院内または独立型の施設であり、多くの場合、その後^99m Tc 放射性医薬品を地域の核医学部門に配布する。最初に親核種^{99 Mo を製造せずに99m} Tcを直接製造する方法の開発では、ジェネレーターの使用が排除されるが、これはまれであり、放射性医薬品製造所の近くにある適切な生産施設に依存している。^[14]

発生器は輸送中の放射線を遮蔽し、医療施設での抽出作業を最小限に抑えます。輸送中の^{99mTc発生器から1メートルの距離での典型的な線量率は20～} 50μSv/hです。 ^[15]

^{これらのジェネレータの出力は時間とともに低下し、 99} Moの半減期が依然としてわずか 66 時間であるため、毎週交換する必要があります。親核種 ( ^{99 Mo) の半減期は娘核種 ( 99m} Tc)の半減期よりもはるかに長いため、平衡活性の 50% は 1 回の娘核種の半減期で、75% は 2 回の娘核種の半減期で達成されます。したがって、ジェネレータから娘核種 (溶出プロセス) を除去する (牛の「搾乳」) ことは、 ⁹⁹ Mo/ ^99m Tc ジェネレータでは 6 時間ごとに行うのが妥当です。^[16]

^市販の99 Mo/ ^99m Tc ジェネレータのほとんどはカラムクロマトグラフィーを使用しており、モリブデン酸塩MoO ₄ ²⁻の形の^{99 Mo が酸性アルミナ (Al} ₂ O ₃ )に吸着されます。 ^{99 Mo が崩壊すると過}テクネチウム酸塩TcO ₄ ⁻を形成しますが、これは単一電荷のため、アルミナにあまり強く結合していません。固定化された⁹⁹ Moのカラムに通常の生理食塩水を注ぐと、可溶性の^99m Tc が溶出され、過テクネチウム酸塩として^99m Tc を含み、対イオンとしてナトリウムを含む生理食塩水が生成されます。

過テクネチウム酸ナトリウム溶液は、適切な濃度で、使用する医薬品キットに加えられるか、または、主な放射性医薬品として^99m TcO ₄ ^{−のみを必要とする特定の手順では、医薬品タグを付けずに過テクネチウム酸ナトリウムを直接使用することができます。 99} Mo/ ^99m Tc ジェネレータによって生成される^99m Tcの大部分は、最初の 3 つの親半減期、つまり約 1 週間で生成されます。したがって、臨床核医学ユニットは、少なくとも週に 1 台のジェネレータを購入するか、または段階的に数台を注文します。^[17]

ジェネレータが使用されないまま放置されると、^{99 Mo は99m} Tcに崩壊し、さらに^{99 Tc に崩壊します。99 Tc}の半減期は準安定異性体よりもはるかに長いため、 ⁹⁹ Tc と^99m Tcの比率は時間の経過とともに増加します。両方の異性体は溶出プロセスによって運ばれ、リガンドと同等に反応しますが、⁹⁹ Tc はイメージングに役立たない不純物であり、分離できません。

発生器の製造工程の最後に、発生器から⁹⁹ Tcと^{99m Tcが洗い流されますが、輸送中や発生器が使用されていない期間中に、 99} Tcと^99m Tcの比率が再び増加します。この高い比率のため、最初の数回の溶出では効果が低下します。^[18]