Ciclotrón
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El ciclotrón es un acelerador de partículas
cuya misión es suministrar un haz de partículas con energía lo
suficiente alta como para provocar reacciones nucleares que transformen
elementos estables en otros excitados o radiactivos. Los ciclotrones
empleados en PET producen haces de protones o deuterones a energías
medias de 18 y 9 MeV respectivamente. Esta energía es suficiente para
alterar el estado de estabilidad nuclear de elementos ligeros que se
emplean a modo de blancos. Los elementos estables o blancos se confinan
y refrigeran en el cuerpo de los “targets” donde se producen las
reacciones nucleares que los transforman en elementos radiactivos. No
cualquier elemento radiactivo es válido para su uso en PET sino sólo
aquellos que se desintegran emitiendo positrones y cuya característica
física más relevante es el defecto de neutrones en su núcleo . Los
emisores de positrones presentan un comportamiento muy caprichoso en su
interacción con la materia y provocan reacciones de aniquilación en la
que se produce radiación electromagnética con características físicas
muy concretas que son capaces de detectar los tomógrafos PET.
Durante el proceso de bombardeo, se producen en el entorno de los
targets del ciclotrón, dosis de radiación extraordinariamente altas y de
diversa naturaleza por lo que debe estar confinado en un búnker de
hormigón con un espesor medio de dos metros. Es por esta razón por la
que el acceso a la Unidad debe estar estrictamente controlado y
protegido ante cualquier acceso no autorizado.
El material radiactivo fabricado es enviado automáticamente y mediante
líneas de transferencia blindadas al laboratorio de Radiofarmacia para
incorporarlo a la síntesis química de la que se obtendrá el
radiofármaco.
Una peculiaridad de los emisor de positrones y la razón de poder usarse
con fines diagnósticos, es su periodo de vida ultracorto, al tratarse en
realidad de una antipartícula. Existen muchos emisores de positrones de
uso radiofarmacéutico. El más empleado con diferencia es el F18 por
tratarse del de mayor vida útil. El periodo de semidesintegración del
F18 es de 109 minutos, mientras que otros como el O15 tan sólo tienen 2
minutos. El potencial de futuro de la PET, junto con los avances en
los nuevos tomógrafos multimodalidad como el PET-RMN, pasa por la
síntesis de nuevos radiofármacos PET, entre los que ocupan un lugar
preferencial aquellos marcados con 11C ( 10 minutos de periodo de
semidesintegración9. Lógicamente sólo instalaciones con ciclotrón pueden
trabajar con radiofármacos marcados con elementos diferentes del F18.
Junto con los emisores de positrones más habituales de vida
ultracorta (18F, 11C, 13N y 15O) hay otro grupo de interés basado en
metales cuyo periodo de semidesintegración es significativamente
superior y lo suficientemente largo como para poder adquirir estudios
de distribución transcurridas decenas de horas. Entre ellos están 64Cu
(12,7h) o el 124I (4,2 días). Estos emisores de positrones se obtienen
mediante targets sólidos como el que está instalado en nuestra Unidad en
los que el material que actúa de blanco se presenta en forma de láminas
sólidas o electrodepositado sobre cápsulas portadoras.
Una alternativa de futuro a los ciclotrones y a sus considerables
inconvenientes, son los generadores. Son sistemas autónomos desde los
que es posible obtener, mediante una reacción química, un
elemento radiactivo desde otro elemento que actúa como padre. El más
interesante con aplicación diagnóstica en PET es el de 68Ge desde el que
se obtiene por elución, un emisor de positrones como el 68Ga, con unas
interesantes características fisico-químicas. El generador tiene una
vida útil superior al año y sus posibilidades serían enormes si el
marcaje de moléculas de interés diagnóstico fuera tan sencillo o
estuviera tan avanzado como en el caso del Molibdeno/Tecnecio usado en
Medicina Nuclear convencional.
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