Conversatorios de protección Radiológica de América Latina y el Caribe.
Producción de radio nucleídos por medio de un ciclotrón

23 de febrero de 2023

Moderardor: CEO Serofca. MsC. Omar Arias 

En esta oportunidad en nuestro espacio aprendiendo + conversaremos con el Dr. Miguel Martin nuevamente sobre la producción de radionúclidos a través de un ciclotrón

El Dr. Miguel Martin comienza el conversatorio en la última lamina que había dejado en el conversatorio de la semana pasada en donde se abordó el tema sobre: en que consiste un ciclotrón.

Indica el Dr. Martin que a los blancos se les hace impactar protones, donde en la reacción nuclear se producen neutrones y partículas a. El ciclotrón tiene una energía máxima que depende el radio y del campo magnético, con esa energía máxima se puede conseguir producir estos radioisótopos.

Fig 1. Radionúclidos producidos en un ciclotrón

Prosigue el Dr. Martin y explica que la sección eficaz es la probabilidad de que se produzca la reacción nuclear en función de la energía, en la siguiente lamina se grafica la sección eficaz tanto para los radionucleidos usados para PET como para SPECT en donde se observa un máximo a ciertas energías para los diferentes radionucleidos, por ejemplo, para F18 la energía optima seria alrededor de 7 MeV, de acuerdo a la energía del ciclotrón se elige cual es el radioisótopo a producir. Para F18 se puede producir una actividad de un Curie. Luego para la fabricación del radiofármaco hay una pérdida de esa actividad, no toda la actividad se transfiere al radiofármaco, realmente se tiene como 50 % de esa actividad en el radiofármaco, que debe distribuirse en la cantidad de paciente. Esto supone preparar a los pacientes para hacer una distribución eficiente de la actividad del radiofarmaco, tomando en cuenta el corto tiempo de vida media por ejemplo del F18.  Esto requiere de un personal muy bien entrenado para prestar un servicio óptimo.

Fig 2. Sección eficaz en la producción de radioisótopos

El Dr. Martin muestra una imagen de unos ciclotrones donde se hace medicina nuclear

Indica que los ciclotrones poseen un blindaje para radiación gamma debido que en la reacción nuclear también se emiten radiación gamma, además vienen con un blindaje para detener los neutrones, sin embargo, hay zonas de fugas y los ciclotrones deben colocarse en un lugar con un blindaje adecuado.

Fig 3. ciclotrón

En la siguiente lamina se observa el blindaje de un área donde se coloca un ciclotrón

Fig 4. Blindaje para un ciclotrón

El Dr. Martin muestra una simulación de la distribución de neutrones en un ciclotrón se observa una distribución uniforme en el centro de la imagen, en la imagen a) hay una puerta de polietileno con boro para detener los neutrones en la entrada al área del ciclotrón, los ciclotrones se suelen colocar como en un laberinto en donde en la entrada, la distribución de neutrones es muy pequeña, existen áreas supervisadas y controladas dependiendo de las dosis alrededor del bunker, considerando los límites de dosis para el personal ocupacionalmente expuesto y para el público. En la imagen b) se puede ver que existe una dosis mayor de neutrones si no está esta la puerta de polietileno, sin embargo, existen otro tipos de puertas que pueden ser igualmente eficientes para detener la radiación de neutrones.

Fig 5. Optimo blindaje para el diseño de bunker de ciclotrones usados en la producción de radionúclidos médicos

En la siguiente lamina muestra una distribución de aéreas típica donde se coloca un ciclotrón, consta de un área para el  bunker, sala de flujo laminar, área de control de calidad y manufactura, sala de cambio,  almacén, área de radiofármacia, área de embarque, áreas administrativas, área común y servicios, las áreas desde el bunker a la de radiofarmacia deben tener aires acondicionados independientes de las otras áreas, debido a que se pueden producir aerosoles, la mayoría de las empresas que producen ciclotrones diseñan todas estas áreas.

Fig 6. Diseño de áreas donde se coloca un ciclotrón

Los controles de calidad son muy importantes, pueden incluir controles biológicos, controles de niveles de actividad, debido a que actividades altas pueden producir radiolisis del agua, esto se puede determinar con cromatografía, así como la posible contaminación del radiofarmaco por parte del personal que trabaja en el ciclotrón.

Hay que tener en cuenta que todas estas instalaciones y la producción de los radiofármacos requiere un conjunto de profesionales que debe trabajar coordinadamente, así como es fundamental respetar los diseños de las instalaciones propuesta por las empresas especializadas en el área.

Existen equipos para fraccionamiento automático, en donde el radiofarmaco se coloca en viales o inyectadoras para llevarlos hasta los pacientes.

Fig 7. Equipos para fraccionamiento automático.