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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