You are here

Увеличение производства радиофармацевтических препаратов с помощью циклотронов

,

Один из циклотронов Казахстана, который производит радиоизотопы для радиофармацевтических препаратов, используемых по всему миру (Фото: Институт ядерной физики Республики Казахстан).

Распространение циклотронных технологий в последние десятилетия является важной частью технологического развития во всем мире. Циклотроны — это тип ускорителей частиц, который используется для получения радиоизотопов, предназначенных для различных применений, например, исследований и производства лекарственных препаратов. Подобные препараты называются радиофармацевтическими; они имеют ключевое значение для диагностики и лечения рака, а также заболеваний мозга и сердечно-сосудистой системы.

Казахстан — одна из стран, давно знакомых с циклотронными технологиями, ведь первые циклотроны были построены на территории республики еще во времена СССР. С тех пор использование циклотронов в Казахстане расширилось. Самый новый циклотрон Казахстана — «Cyclone-30» — был построен в 2016 году и спроектирован специально для производства радиоизотопов (несмотря на то, что он может также служить для исследовательских и промышленных целей).  Ввод в эксплуатацию этой установки обеспечил возможность производить больше радиофармацевтических препаратов внутри страны, а также поставлять их в другие страны региона. Это немаловажно, учитывая, что в Казахстане находятся 5 из 8 действующих циклотронов в Центральной Азии.

Еще одним прекрасным примером того, как можно расширять использование циклотронов для производства радиофармацевтических препаратов, является Португалия. Всего двенадцать лет назад португальский Коимбрский университет вложил средства в строительство первого в стране циклотрона. На сегодняшний день в Португалии работают уже три циклотрона, которые обеспечивают жизненно важными радиофармацевтическими препаратами Пиренейский полуостров, восток Франции и часть Северной Африки.

В данный момент в мире действуют более 1200 циклотронов, которые производят жизненно важные радионуклиды и помогают расширить доступ к ядерной медицине, что создает условия для более качественной и эффективной диагностики. Cемьдесят пять из них расположены в Азербайджане, Армении, Беларуси, Казахстане, России, Узбекистане и Украине.  

«За последние 30 лет циклотроны изменили вектор развития радиофармацевтики, — подчеркивает Амир Джалилиан, химик из МАГАТЭ, который специализируется на радиоизотопах и радиофармацевтических препаратах. — В отличие от ядерных исследовательских реакторов, ранее использовавшихся для производства радиофармацевтических препаратов, циклотроны не нуждаются в радиоактивном источнике, проще в монтаже и эксплуатации и могут быть установлены непосредственно в больницах». 

Примерно 10–12 процентов всех радиофармацевтических препаратов в мире производится с помощью циклотронов. Однако спрос на циклотроны стремительно растет на фоне того, как все больше производимых на них радионуклидов используются для исследования, диагностики и лечения ряда опасных для жизни заболеваний, таких как рак, болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера и бессонница.

Г-н Джалилиан является соавтором недавно опубликованного доклада МАГАТЭ «Альтернативные методы производства радионуклидов с помощью циклотронов», в котором перечислены различные радионуклиды, которые могут быть получены с помощью циклотронов. Этот доклад дополняет Базу данных МАГАТЭ по использованию циклотронов для производства радионуклидов. Она представляет собой общедоступный каталог для политиков, исследователей, компаний и студентов, а также технических экспертов, который дает общее понимание того, какие типы радионуклидов могут быть получены на этих установках и чем они могут быть полезны для ядерной медицины, ухода за пациентами и их лечения. 

«В Португалии наши циклотроны позволяют повысить качество диагностики, лечения, исследований и разработок благодаря новому способу прямого получения определённых радионуклидов, таких как галлий-68, — говорит Антеру Абруньюза, директор Института прикладного применения ядерных наук в здравоохранении при Коимбрском университете. — Мы активно участвуем в исследованиях и разработках, чтобы убедиться, что мы сможем удовлетворить и нынешний, и будущий спрос на радионуклиды и радиофармацевтические препараты для диагностических применений».

Многочисленные способы применения циклотронов

Радиоизотопы, содержащиеся в радиофармацевтических препаратах, обычно используются для получения медицинских изображений органов или тканей, которые необходимы для выявления заболеваний и визуализации роста или уменьшения опухолей. 

Наиболее распространенными радиоизотопами, которые получают с помощью циклотронов, являются радиоизотопы c коротким периодом полураспада. Такие радиоизотопы теряют большую часть своей радиоактивности в течение нескольких часов и потому не подходят для длительной транспортировки. К ним относятся фтор-18, углерод-11, кислород-15 и азот-13, применяемые для метода медицинской визуализации под названием позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ). ПЭТ используется для получения высококачественных трехмерных изображений определенных органов или клеток организма, необходимых для диагностики заболеваний. Девяносто пять процентов радиофармацевтических препаратов, используемых во всем мире для ПЭТ, производится с помощью циклотронов. 

В их число входят радиофармацевтические препараты, производство которых до появления циклотронов было весьма затруднительно.

Так, например, галлий-68 (Ga-68) в основном производился с помощью «генератора», который мог сгенерировать лишь небольшое его количество, достаточное для диагностики 4–6 пациентов в день и был рассчитан только на один год эксплуатации. Используя циклотроны, Ga-68 можно производить с меньшими затратами, а также в количестве, необходимом для диагностики примерно 20 пациентов в день. В настоящее время этот метод производства Ga-68 используют порядка 10 центров по всему миру. Публикация МАГАТЭ «Производство галлия-68 с помощью циклотронов» и соответствующий проект координированных исследований способствуют обмену международным опытом в области производства Ga-68. 

Кроме того, МАГАТЭ разрабатывает руководящие принципы для расширения и улучшения использования циркония-89 (Zr-89) — используемого в ПЭТ радиоизотопа с относительно длительным периодом полураспада (3,3 дня по сравнению с периодом полураспада флуорина-18, который составляет всего один час 50 минут). Период полураспада Zr-89 обеспечивает достаточное время для того, чтобы медики могли использовать его для тщательного наблюдения за поведением молекул в организме. Он также применяется в клинических испытаниях для обнаружения антител, когда пациент проходит курс лечения от рака.

Ресурсы по теме

Мы на связи

Рассылка новостей