Radioisotopi in Biotecnologia: Applicazioni e Usi

I radioisotopi sono atomi radioattivi artificialmente prodotti con più neutroni che protoni. Nel processo di scambio di neutroni con atomi vicini, emettono radiazione elettromagnetica. La radiazione elettromagnetica prodotta da questi isotopi è utile in campi medici, agricoli e altre scienze della vita. Oltre 1.800 tipi di radioisotopi sono stati prodotti, con circa 200 tipi usati regolarmente in tutto il mondo. I radioisotopi sono selezionati basandosi sull'uso pratico per la quantità di radiazione elettromagnetica che emettono.

Imaging

I radioisotopi sono usati in campo medico per diagnosticare un grande numero di lesioni e disturbi. Tecniche di imaging di medicina nucleare come la Tomografia a Emissione di Positroni possono tracciare l'emissione di radiazione da radioisotopi introdotti in aree lesionate; questo viene solitamente fatto via iniezione. I dati sono poi presi e compilati in un'immagine per i medici per vedere dentro di te in modo non invasivo. È un metodo comune per rilevare e valutare i tumori.

Trattamenti

La terapia con radionuclidi utilizza radiazione da isotopi radioattivi come cobalto-60 e iodio-131. La teleterapia usa radiazione gamma per formare un coltello virtuale che può essere usato in chirurgie per rimuovere tumori interni o trattare tumori esterni. Diversi isotopi sono usati per trattare certi tumori in diverse aree del corpo.

Digestione

I radioisotopi hanno un'emivita nota, il tasso a cui emettono radiazione finché raggiungono metà della loro massa atomica. Usando questa informazione, i medici possono fissare isotopi radioattivi a vitamine o altri materiali digeribili. Da qui possono tracciare il tasso e l'estensione dell'assorbimento dei nutrienti nel corpo. Questi dati sono critici nel trattare pazienti con disturbi gastrointestinali o malnutrizione.

Sterilizzazione

I radioisotopi sono usati in un processo chiamato irradiazione degli alimenti che bombarda cibo e altri beni biologici come carne, lana e pelli animali con raggi gamma prodotti da Cobalto-60. Questi raggi uccidono batteri e parassiti nocivi per aumentare sicurezza e durata di conservazione dei prodotti biologici, specialmente quando trasportati attraverso confini internazionali.

Isotopi chiave per applicazione: Imaging: ⁹⁹ᵐTc (SPECT), ¹⁸F-FDG (PET), ⁶⁸Ga (PET). Terapia: ¹³¹I (tiroide), ¹⁷⁷Lu/⁹⁰Y (terapia recettore peptide neuroendocrini), ²²³Ra (metastasi ossee CRPC), ⁶⁰Co (teleterapia). Sterilizzazione: ⁶⁰Co, ¹³⁷Cs (gamma), fasci e-beam/X-ray (alternative non isotopiche). Traccianti metabolici: ¹⁴C, ³H, ¹³C (stabili).