葡萄牙的回旋加速器之一正在产生放射性同位素,以制造供世界各地使用的放射性药物。(照片:A. Abrunhosa/科英布拉大学)
十二年前,葡萄牙科英布拉大学投资了该国第一台回旋加速器,这是一种粒子加速器,用于生产被称为放射性药物的医疗药物的放射性同位素。放射性药物对于诊断和治疗癌症以及脑部和心血管疾病至关重要。该机器的引入意味着放射性药物可以在国内生产并供应该地区。今天,葡萄牙拥有三台回旋加速器——两台在科英布拉,一台在波尔图——为伊比利亚半岛、法国东部和北非部分地区提供救生放射性药物。
回旋加速器技术在过去十年的发展并非葡萄牙独有。现在全世界有超过 1,200 台回旋加速器在运行,生产重要的放射性核素并增加核医学的可用性——最终提供更好、更有效的诊断。
“在过去的 30 年里,回旋加速器改变了放射性药物的发展进程,”原子能机构的放射性同位素和放射性药物化学家 Amirreza Jalilian 说。与传统上生产放射性药物的核研究反应堆不同,回旋加速器不使用放射源,更易于安装和操作,并且可以直接在医院中设置。
在全球范围内,10% 至 12% 的放射性药物是在回旋加速器中生产的,但随着回旋加速器产生的更多放射性核素被用于研究、诊断和治疗癌症、帕金森氏症等一系列危及生命的疾病,对回旋加速器的需求正在增加,阿尔茨海默氏症和失眠症。
Jalilian 是最近发表的国际原子能机构报告“使用回旋加速器生产替代放射性核素”的合著者,该报告列出了可以使用回旋加速器生产的各种放射性核素。该文件补充了IAEA 用于放射性核素生产的回旋加速器数据库,作为决策者、研究人员、公司和学生以及技术专家的可访问目录,以了解这些机器可以生产的放射性核素的类型以及它们如何有益在核医学、病人护理和治疗方面。
“在葡萄牙,我们的回旋加速器正在为更好的诊断、治疗、研究和开发铺平道路,提供了一种新的直接生产一些放射性核素(如镓 68)的方法,”应用于健康的核科学研究所所长 Antero Abrunhosa 说在科英布拉大学。“我们积极参与研发,以确保满足当前和未来对放射性核素和放射性药物诊断应用的需求。”
回旋加速器的多种用途
放射性药物中的放射性同位素通常用于生成器官或组织的图像,以检测疾病并帮助可视化肿瘤的生长和缩小。
通过回旋加速器产生的最普遍的放射性同位素是那些半衰期短的,这意味着它们会在几个小时内失去大部分放射性,因此不适合长时间运输。其中包括用于称为正电子发射断层扫描(PET)的成像技术的氟 18、碳 11、氧 15 和氮 13 。PET 用于生成体内目标器官或细胞的高质量 3D 图像,以诊断疾病。葡萄牙是一个仅有 1000 万人口的国家,其医院每年进行 50,000 多次 PET 手术。在全球范围内,回旋加速器占用于 PET 的放射性药物生产的 95%。
其中包括放射性药物,在回旋加速器参与之前,其生产一直很麻烦。
例如,镓 68 (Ga-68) 主要由“发电机”生产,该发电机只能使用一年,并且只能产生足够每天诊断四到六名患者的放射性核素。使用回旋加速器,每天可以为大约 20 名患者生产 Ga-68,而且成本更低。全球至少有 10 个中心正在使用这种方法。国际原子能机构的出版物《镓 68 回旋加速器生产》和一个协调研究项目正在支持在基于回旋加速器的 Ga-68 生产方面交流国际专业知识。
国际原子能机构还在制定指导方针,以加强和加强锆 89 (Zr-89) 的使用,这是一种 PET 放射性同位素,其半衰期相对较长,为 3.3 天,而氟 18 的半衰期仅为 1 天。小时 50 分钟。Zr-89 的半衰期为医生提供了足够的时间来密切观察体内分子的行为。它还用于临床试验,以在患者接受癌症治疗时检测抗体。