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如何克服放射性同位素的短缺?

Technétium99M是核医学成像中最常用的放射性同位素。

Olivier Mundler. 用于科学N°392
本文保留用于科学用户

核医学是诊所中使用的成像技术,使得可以研究器官的代谢,也可以一些肿瘤。它使用某些人工放射性同位素的性质,与分子相关联,该分子在诊断,监测或管理大量病理学中。与同位素有关的分子也可以通过所谓的某些疾病进行放射治疗:例如,它们被肿瘤捕获,同位素发出的辐射破坏癌细胞(具有小于5毫米的半径) 。几种同位素用于医学,但在世界上每年在考试中的几乎四分之三的考试中选择了99米。但是,它的生产可能不再满足需求;我们会明白为什么。

放射性同位素称为标记;它单独使用或连接到名为vector的分子。该套装形成Radiopharmaceutics或放射性。施用于患者,选择在某些器官或病变中专注于某些器官或病变,其估计代谢或操作,正常或病理。取决于同位素发出的辐射类型,这些组织被可视化(用所谓的闪光摄像机检测到的伽马射线(g))或破坏(用β粒子(b) - 即表示电子 -或者α颗粒(a) - 由两个中子和两个质子形成)。

对于核医学成像,使用两种类型的放射性同位素:更多(B +)的β颗粒的胃肠,或多或少能量和同位素,即表示在自然界中不存在的电子阳性(正料)并且通过电子通过释放两个相同的能量光子(511千千电池或kev)而发生。后者具有构成人体(碳,氮,氧气和氟)的原子的放射性同位素的优点,使得它们允许非常靶向的分子成像,因为它们可以替代体内使用的分子中的稳定同位素。

另一方面,这些同位素具有短时间的缺点 - 放射性同位素浓度一半的时间变成稳定的同位素 - 从几秒到两个小时。因此,有必要在临床检查中心附近生产,这归功于在法国分布的不同的回旋正常(粒子促进剂)。

放射线注入患者

 

临床中最常用的B +同位素之一是氟18,其与糖(葡萄糖)偶联,允许通过正扫描(PET)的断层扫描功能成像。这是完全发展的,特别是因为它允许掌控(用于诊断和预后)大量的癌症(那些细胞是大葡萄糖消费者的那些),尽管其高成本(L'检查被收取550至1000欧元,包括300欧元用于氟标记葡萄糖18)。其他放射员也可以探索痴呆症。

IODE 131是最古老的发射器放射性同位素之一。它既是发射器g和b,都有八天。它表现得像甲状腺修复的天然碘;因此,他允许他的成像。但甲状腺闪烁图现在是用其他同位素制成的,对身体的较少辐射(这些是碘123的发射器,其中六小时的六小时49米的六小时。时期)。 IODE 131是不可替代的,因为它的发射B,以治疗某些甲状腺功能障碍并支持甲状腺癌。它来自核反应堆中铀或钚细胞核的裂变反应。在法国,2009年进行了18,000名使用碘131种治疗方法。

还有其他发射器同位素,我们只会引用:例如,铟111和碘123。大多数这些同位素不会造成供应问题(它们在足够的临床检查中心产生)或消除(因为它们通常具有很短的寿命)。它与允许核医学发展的放射性同位素不同:Technétium99m。
来自钼99,它是核医学中最常用的同位素之一。它发射光子G的低能量(140keV),这对于闪烁的扫描探测器(伽马相机)是最佳的。此外,它的短期为六个小时,因此辐照弱:它允许在不暴露患者的危险量的情况下获得图像,并且它廉价。

它也很容易获得,因为可以用于近一周的“发电机”。实际上,钼99固定在离子交换柱上,在那里它进入Technétium99m。然后通过洗脱液氯化钠溶液(OFF)固定在柱上的99m Techningium的通过回收。钼99的时期为2.7天,发电机(柱)用于近两个时段,几乎一周。超越,Technétium99M已经进入Technéterium99,而不能用于成像。因此,钼99在这些发电机中有调节,该发电机被送到医院。

在扫描考试期间,用Technétium99m标记的分子向患者注射到患者中,其应用众多:器官(心脏,肺等)的功能探索,癌症和骨病等。 2008年,世界上开展了超过3500万次闪烁的考试(与2006年相比增长了百分之十),包括欧洲八百万。使用99米的使用占这些考试的60%至80%。

Technétium99m是三个阶段制作的:钼99在核反应堆中生产,然后纯化,最后用柱 - 发电机的形式调节。反应器使得可以通过中子从铀靶238的照射中获得钼99的溶液。该解决方案在后处理植物中纯化,然后送到准备“技术发生器”以供医疗用途的放电备家的工业集团。

但请记住,钼99和99米的技术有短期(分别为2.7天和六小时):放射性衰减是快速的,这迅速造成了紧密的截止日期和反应堆之间的无瑕疵物流。钼99的提取和制备核医学服务提供的技术发电机。我们诱发了这些发电机,可以使用大约一个星期来生产99米。

目前短缺是由于反应堆的过时,这导致重复的故障或强制性维护。在2009年8月之前,为全球生产的钼99是由六个反应堆提供的:加拿大NRU反应堆(世界生产的43%),荷兰的Petten HFR反应堆(占世界产量的28%,73%欧洲人),法国反应堆Osiris被CEA(世界生产8%)开发,比利时反应堆BR2(产量的11%)
来自南非的世界野生动物园反应堆(九个世界生产)和蛋白石澳大利亚反应堆(占世界生产的百分之)。

除了澳大利亚反应堆,于2006年委托,其他五年以上超过40岁。然而,迄今为止,加拿大NRU反应堆停止了;它应该在今年夏天重新启动,但鉴于其过时,总有延迟风险。自2010年3月初以来,Petten反应器一直在维护六个月。奥西里斯于2009年逮捕了五个月,2010年必须经过五个月的维护工作,以获得核安全机构的协议,直到2015年生产。

因此,理论上,如果加拿大反应堆NRU没有重启,钼99应该在2010年6月错过:80%的世界产量将停止。然而,澳大利亚反应堆开始生产,大产量的波兰反应堆到达市场,而非洲反应堆增加了他的;然而,全球生产肯定会少于它,应该能够等待更可持续的解决方案(我们将检查)没有损害患者的护理。

我们是怎么来到这里的 ? 1993年,加拿大宣布开始生产能力,使全球对人工对黑电和钼99的全球需求增加一倍;这一新的生产是在两个专用的反应堆中进行,枫树。这些反应堆始于2000年和2002年,但他们有严重的设计缺陷:2008年5月,加拿大政府取消了该项目。

这种枫树项目的失败“麻醉了”对新医疗反应堆建设的思考,特别是在20世纪60年代初的反应堆日期。

可脱离的活动

 

其他原因可以提前解释稀缺性。一方面,医疗同位素的生产是研究反应器的边际活性(例如,它只代表Osiris反应器的活性的百分之一,但欧洲生产的百分之十)。反应器的主要功能是测试用于建造核电厂的材料。

另一方面,医疗同位素的生产是赤字。例如,反应堆中铀的照射是在用于骨头闪烁检查的射频销售价格的12欧元上支付欧元 - 骨骼的分子探索。根据所使用的勘探技术,此考试在180%至270欧元之间进行报销;为了成为受益人的辐照,它足以使其成本为三到四欧元。报告在审查的价格下,增加将仍然可以忽略不计。

稀缺性真正始于2008年8月,并将增加加拿大和荷兰制作,以及比利时和法国生产。这场危机的结果将取决于修复这些反应堆的能力,并从长远来决定可行的经济投资。

开始新的反应堆需要大约十年。但这是知识全球消费增加99M的唯一一个可持续生产的解决方案(由于亚洲国家和非洲的核医学的发展)。此外,专家认为,在25年内,99M的使用将是必不可少的。

行星问题,它导致了许多国际会议和工作组。在法国,环境,健康和核安全管理局的部委提出了磋商组。通过规划在可能的情况下,该动员已经通过规划对抗器的维护来调节稀缺性。但到目前为止,NRU加拿大反应堆停止,佩特伦HFR的维护和2010年6月安排的审判,即使BR2比利时反应堆提供全部电力,即使BR2比利时反应堆也提供了危急。

然而,然而,我们的悲观主义,因为南非反应堆可以增加其生产,并且已经发现了可以实现显着生产的波兰反应器(聚母瘤)的新协议。但这些是短期选择:Osiris和BR2也被破坏了。

在中期(2014-2015)中,CEA的Jules Horowitz(RJH)反应堆应在Cadarache站点上打开。如果最初,只有低产量的医疗同位素,CEA修订了更大的意图和生产(欧洲生产的50%)。对必要的修改进行资金也从大型国家贷款中发布。慕尼黑已经有一个已经运作的反应堆的德国项目也可以看到一天的光芒。
在较长的术语中,发射了位于Petten的反应器代替HFR,在与钼提取植物和发电机制备的相同部位的反应器的Pallas项目。法国和比利时也将参加这个项目。

无论解决方案是否开发,经济模式都将被修改,特别是辐照成本,直到那么赤字,将重新评估。然而,所有估计都表明,至少在法国至少与考试的价格无关紧要。

和患者?

 

对患者管理不足的后果是什么?在60%至80%的核医学考试中(使用氟18份不包括审查)进行99米。这些考试中只有15%至20%是紧急情况(它们应该在24至48小时内实施)。大多数儿科考试,肿瘤学(癌细胞搜索),一些内分泌检查(对腺体)和肾脏(肾脏)。

鉴于Technétium99M执行这些紧急考试的需求,生产至少25%最多15天的产量对患者的护理无关。实际上,工业家和核医生通过优化患者护理的分布,根据Technétium99M的用途,使最紧急的考试得到很好的考试。此外,可以使用其他同位素,并且在它们不可用的情况下,也可以免费检查,例如心脏病学超声,即使它没有提供相同的探索品质,也不是相同的信息。

今天,钼短缺问题仍然很复杂,但是在切尔良的CEA反应器中有中期法国溶液,我们正在迈向普通的Pallas项目解决方案。并在慕尼黑激活反应堆。对于患者而言,稀缺性从未超过两三天连续超过两三天,并且至少在法国至少超过99M的常规生产的30%;她没有任何重大后果。

直到2010年9月,将放心70%的欧洲生产。如果加拿大NRU反应堆绝对宣布不使用,则短缺可能是严重的。 2010年3月29日,希望仍然存在:当局宣布重新开放2010年8月的Petten HFR。

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