Forskare vid University of Alberta har tagit ett kritiskt steg mot att tillgodose Albertas efterfrågan på medicinska isotoper. Deras nyligen publicerade resultat kan också få stora konsekvenser för andra hälsojurisdiktioner i Nordamerika.

Forskare vid universitetets Medical Isotope and Cyclotron Facility använde en partikelaccelerator som kallas cyklotron för att producera tillräckligt med isotoper för upp till 1, 000 diagnostiska förfaranden på en dag.

"Vi blev ombedda att visa att vi kunde göra det i de mängder som krävs för att förse en provins och vi har gjort det. Vi är de enda som har gjort det, sa Sandy McEwan, professor i onkologi vid U av A.

Utvecklingen kommer i kölvattnet av nedläggningen i mars förra året av kärnreaktorn i Chalk River, som var en av två stora tillverkare i världen av technetium-99m, den stora medicinska isotopen som används för diagnostiska förfaranden.

Technetium-99m, ett radioaktivt spårämne som kan detekteras i kroppen av medicinsk utrustning, används i cirka två miljoner förfaranden om året i Kanada och ytterligare 20 miljoner i USA för att diagnostisera livshotande sjukdomar, inklusive cancer. Traditionellt, den har levererats genom specialiserade kärnreaktorer som producerar molybden-99, en radioaktiv isotop som förfaller för att producera den nödvändiga technetium-99m på begäran.

"Till skillnad från andra icke-reaktorbaserade metoder för att producera technetium-99m, produkten från cyklotronen är funktionellt identisk med den som produceras från en reaktor. Ingen ny utrustning eller expertis behövs vid kärnmedicinska avdelningen, "tillade Jan Andersson, en forskare vid U of A's Medical Isotope and Cyclotron Facility.

Mer än 70 procent av dagens diagnostiska radiofarmaka baseras på technetium, men försörjningskedjan har visat sig ömtålig under de senaste åren. 2009 och 2010, reaktorer i Kanada och Nederländerna gick oväntat ur drift samtidigt och krävde långsiktigt underhåll, orsakar världsomfattande brist och stora störningar i patientvården.

U of A -metoden representerar en potentiell väg framåt i ansträngningarna att säkerställa en säker tillförsel av isotoper som inte är mottagliga för oplanerade störningar. Det kringgår också allmänhetens oro över användningen av kärnreaktorer.

"En fördel med cyklotronproducerat technetium är att cyklotronen är en elektrisk maskin. Vi producerar inte radioaktivt avfall och det är väldigt säkert. När elen stannar, cyklotron stannar och det finns ingen fara för allmänheten, "förklarade John Wilson, chef för anläggningen. "Det finns inga av de problem du har med en reaktor när det gäller allmän uppfattning, långsiktigt avfall och den enorma initiala byggkostnaden. "

Innovationen är en del av ett viktigt strategiskt kanadensiskt initiativ för att motverka stängningen av Canadas Chalk River Nuclear Reactor. På sin höjd, Chalk River levererade cirka 40 procent av världens tillgång till molybden-99.

Enligt U of A -forskarna, Att använda en cyklotron för att producera technetium och andra radiofarmaka erbjuder också nya möjligheter eftersom tekniska framsteg minskar behovet av technetium i framtiden.

"Det är min övertygelse att under de kommande tio åren, technetium imaging kommer att börja försvinna, "sade McEwan." Tekniken är 50 år gammal. "

McEwan förklarade att det som kan mätas och avbildas med technetium nu har överträffats av vad som kan göras med positronemissionstomografi (PET).

Cyklotronen kan producera både technetium och de nyare PET -avbildningsisotoperna, vilket gör det till en viktig övergångsteknik eftersom det betyder att människor kan köra båda systemen samtidigt samtidigt som de flyttar hela sin bildflotta av bildenheter och skannrar till PET.

"När technetiummarknaden dör, teknik som är specifik för technetiumproduktion dör eftersom den inte kan användas till något annat, "tillade Wilson, "medan en cyklotron kan producera en mängd olika isotoper för diagnostisk avbildning som används inom medicin."

Med nya radioaktiva isotoper som efterfrågas alltmer efter PET -avbildning runt om i världen, forskarna tror att cyklotrontekniken ger en förmåga som i slutändan ger den bästa sjukvården för patienter.

Även om tekniken nu är bevisad, dess framtida användning för att producera technetium är fortfarande oklart. Kanadas federala och provinsiella regeringar kommer att behöva avgöra om de vill använda cyklotroner för att ersätta reaktorer för medicinska isotoper, fortsätta att förlita sig på externa reaktorer eller använda tekniken som en backup när det behövs.

"Vårt arbete tillåter nu ett samtal att börja om precisionsmedicinens framtid med bildbehandling, sa McEwan.