רפואה גרעינית

רפואה גרעינית היא ענף ברפואה שעושה שימוש באטומים רדיואקטיביים ובקרינה מייננת לשם מחקר ואבחון מחלות וכדי ללמוד על שינויים פתולוגיים. כמו כן, הרפואה הגרעינית מנצלת את התנאים הביופיזיקליים של התא כדי לטפל ולהרוס בצורה מבוקרת גידול סרטני, מבלי לפגוע ברקמת התאים הבריאה, באמצעות שיטה הנקראת רדיותרפיה. הרפואה הגרעינית עושה שימוש בחומרים רדיואקטיביים במינון נמוך כדי לבדוק תפקוד של רקמות, כגון המוח, בלוטות וכלי דם. לצורך האבחון מוזרם חומר רדיואקטיבי לדם, ולאחר הספיגה ברקמה נעשה צילום באמצעות גלאים של הקרינה הנפלטת מן הגוף. הרדיואקטיביות של החומר המוזרק לגוף מאפשר לעקוב אחרי המסלול שלו בגוף ביתר קלות. התמונה המתקבלת באמצעות החדרת האיזוטופ, בין אם היא דו-ממדית או תלת-ממדית, מאפשרת לאבחן את תפקוד הרקמה, ובכך ענף רפואה זה נכלל בתחום הדימות הרפואי התפקודי. מכשירי הדימות ברפואה הגרעינית קולטים קרינת גמא (סקינטיגרפיה וטומוגרפיית פליטת פוטון בודד) הנפלטת מן החומר הרדיואקטיבי או פוזיטרונים (PET). קרינת בטא משמשת לצורך הטיפולי בהרס תאים סרטניים. היתרון בטיפול מסוג זה הוא שהטיפול איננו פולשני, כיוון שאין צורך בניתוח לשם חקירת האיבר. החומר הרדיואקטיבי המוזרק הוא מולקולה המורכבת משני חלקים: האחד רדיואקטיבי והשני בעל אופי ביוכימי המכוון את החומר אל איבר מסוים, שם הוא נספח לרקמה ולתהליכים אשר יש עניין לבדוק אותם. הפיזור של החומר בגוף הוא שמקנה את יכולת הבדיקה. על החומר הרדיואקטיבי להיות בעל עוצמה וזמן מחצית חיים המאפשרים פענוח אך לא גורמים לנזק. איזוטופ שזמן מחצית החיים שלו קצר דיו עשוי לפלוט יותר קרינה כשהוא עדיין פעיל, ולפיכך קל יותר לזהות את החומרים בתוך הגוף וליצור תמונה של האיבר. נוסף על כך, הקרינה של איזוטופ שזמן מחצית החיים שלו קצר יותר תדעך במהירות רבה יותר, ולפיכך הוא יסכן פחות את הגוף. היסוד הרדיואקטיבי השכיח ביותר בשימוש הרפואה הגרעינית הוא האיזוטופ טכנציום-99m, שלו זמן מחצית חיים של 6 שעות והוא משולב לרוב בתרכובת עם זרחן. איזוטופ זה משמש בעיקר לבדיקת פגיעות בעצמות, והשימוש בו נעשה באמצעות ספיגת התרכובת על העצם. נעשה שימוש אף ביסודות אחרים: כך, למשל, בבדיקת כלי דם האיזוטופ הנפוץ הוא תליום-201. השימוש בו נעשה באמצעות הזרקתו לאחד הוורידים, והוא מועבר לאזור שריר הלב בהדרגה, בהתאם לקצב זרימת הדם. בבדיקת הריאות נהוג להשתמש באיזוטופ קסנון-133. האיזוטופ מועבר לחולה בנשימה, וניתן לאתר באמצעותו מחלות ריאה, כגון סרטן הריאה או נפחת. קרינה רדיואקטיבית משמשת גם להשמדת תאים סרטניים ממאירים. האנרגיה הרבה שאצורה ביונים הנוצרים באמצעות קרינה מייננת עלולה לפגוע במולקולות ביולוגיות ולחולל שינויים בתהליכים הכימיים המתרחשים בתא. האינטראקציה של הקרינה המייננת עם נוזלי התא יוצרת אלקטרונים חופשיים וחלקיקים אחרים שמסוגלים להזיק ל-DNA, מה שעלול לשנות את תפקוד התא ובמקרים קיצוניים להביא למותו. ניתן לנצל מנגנון זה לטיפול בסרטן; איבר הנגוע במחלה מכיל הן תאים בריאים והן תאים ממאירים, אך התאים הממאירים רגישים יותר להשפעת הקרינה משום שהם מתחלקים לעיתים תכופות יותר. חשיפת האזור הנגוע למינונים מדויקים של קרינת גמא מחומרים עתירי אנרגיה כגון קובלט-60. תמית תאים סרטניים רבים יותר מאשר תאים בריאים, וכך תביא להשמדת הגידול אך תותיר כמות מספקת של תאים בריאים שישמרו על תפקוד האיבר החולה. ניתן לעשות שימוש ברפואה גרעינית כדי לטפל בסרטן גם על ידי איזוטופים שאינם רדיואקטיביים; בשיטת תרפיה באמצעות לכידת נייטרונים על ידי בור מוזרק האיזוטופ בור-10, שאינו רדיואקטיבי, עם תערובת הנקלטת באופן מועדף בגידולים. המטופל נחשף במשך פרקי זמן קצרים להפצצת נייטרונים, הגורמת לאיזוטופ לפלוט חלקיקי אלפא הרסניים, הפוגעים בתאים הסרטניים. בבדיקות מוח, נהוג להשתמש באיזוטופ פלואור-18. הפוזיטרונים הנמצאים בתוך האיזוטופ נהרסים כשהם פוגשים באלקטרונים, ובכך משחררים קרינת גמא. קרינה זו, שניתן לאתר אותה באמצעות טומוגרפיית פליטת פוזיטרונים (PET), מאפשרת לאתר את המקום במוח שבו נמצא הגידול. בין מייסדי תחום הרפואה הגרעינית בישראל היו פרופ' פנחס צ'רניאק, שייסד ב-1954 את המכון לרפואה גרעינית בתל-השומר ופרופסור ארנסטו לובין, שהקים מכון לרפואה גרעינית בבית החולים בלינסון ב-1963. PET מיפוי לב מיפוי MIBI בדיקת PET CT רדיותרפיה רפואה גרעינית, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית) ק. דניסטון, ג'. טופינג, ק. וודראם, ר. קארט, עולם הכימיה, האוניברסיטה הפתוחה, 2017, עמ' 339-338 פיטר אטקינס, לורה ג'ונס, כימיה כללית, האוניברסיטה הפתוחה, 2008, כרך ב', עמ' 450 דייוויד בודאניס, E=mc^2: סיפורה של התגלית הגדולה בהיסטוריה, כתר הוצאה לאור, 2002, עמ' 167