Factibilidad de producción de 123"I en la instalación Ciclotrón-Radiofarmacia de Bariloche. / Feasibility of the 123-iodine production at the cyclotron-radiopharmacy of Bariloche.

Plata Ávila, Camilo, J. (2018) Factibilidad de producción de 123"I en la instalación Ciclotrón-Radiofarmacia de Bariloche. / Feasibility of the 123-iodine production at the cyclotron-radiopharmacy of Bariloche. Proyecto Integrador Ingeniería Nuclear, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.

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Resumen en español

El yodo radiactivo fue uno de los primeros radioisótopos usados en medicina, siendo el 131"I el de uso más extendido. Dicho radiosótopo se utiliza en la actualidad y particularmente en el país tanto para diagnóstico como para tratamiento de afecciones de la tiroides, aún cuando el mismo es conveniente sólo para tratamientos dada su vía de decaimiento β−. Sin embargo, debido a su bajo costo de producción y a la repetitibilidad de dicho proceso, es el isótopo elegido para la mayoría de las aplicaciones. El 123"I en cambio, decae por captura electrónica a 123"Te emitiendo fotones gamma de 159 keV, lo cual lo hace ideal para estudios de diagnóstico. No obstante, su baja disponiblidad en el mercado nacional así como su alto costo, por ser importada una poca cantidad al país, deja sin opción a muchos pacientes que lo necesitan. En el presente trabajo se analiza la factibilidad de producción de 123"I en la instalación Ciclotrón-Radiofarmacia de Bariloche, teniendo en cuenta las capacidades instaladas, tomando como figura de mérito la generación de la menor cantidad de residuos. Se comienza el análisis por las reacciones nucleares que tienen como producto 123"I y se tienen en cuenta distintos criterios para la elección de la vía de producción más beneficiosa, como los rangos de energía de trabajo y los límites legales mínimos requeridos de pureza. Como resultado de este análisis, se llega a la conclusión que la vía óptima de obtención del nucleído es mediante la reacción 123"Te(p,n)"123I. Posteriormente, una vez que se conoce el material de partida, se procede a discutir las distintas opciones de material de blanco disponibles, las pro- piedades fisicoquímicas de cada uno y el estado del arte en este aspecto. Se analizan los métodos de destilación húmeda y seco y su relación con el material de blanco. Se elige finalmente el método de destilación seco, por generar menos actividad de yodo en los residuos producidos. Se exponen ideas y pro- puestas a futuro en cuanto nuevos materiales de blanco y la realización de ensayos con los mismos, en vista de sus mejores propiedades como material de blanco. Por otro lado, se realiza un análisis de costos comparando dos proyectos: uno adquiriendo el módulo HighMOR de destilación seca y otro proyecto con un desarrollo propio de la tecnología. Para dicho cálculo se estima además la cantidad de 123"I a producir semanalmente, utilizando información de la cantidad de 131"I producida en el Centro Atómico Ezeiza, obteniendo que la actividad necesaria para cubrir la demanda del mercado nacional es de 491 mCi de 123"I por semana. Del análisis de costos se concluye que el proyec- to que incluye la compra del módulo de destilación genera mayor beneficio económico con un menor tiempo de retorno de inversión y que por lo tanto es la opción mas rentable.

Resumen en inglés

The radioiodine was one of the first radioisotopes used in medicine, having the 131"I the most widespread use. Currently and particularly in this country, the radioiodine 131"I is used in diagnostic studies and also therapeutically in thyroid diseases, even though it is only appropriate for the last use in view of its radioactive decay with β− emissions. However the low cost and the repeatability of the process of production offer an indiscriminate use. On the other hand, the isotope 123"I decays with gamma emissions, making it the ideal choice for diagnostic studies, nevertheless its unavailability in the local market as well as its high price, on account of the small quantity of activity imported to the country, leave without option many patients who need it. This work analyzes the feasibility of the 123"I production at the Cyclotron- Radiopharmacy of Bariloche, taking in consideration the capabilities installed and preferring the production that minimizes the radioactive waste volume. First, it begins with the study of the nuclear reactions that have 123I as product. Considering diverse criteria such as the range of energy of work and the legal purity requirements, the reaction 123"Te(p,n)123"I is the chosen one. Then, once the starting material is known, the work focuses on the study of the several options of target materials avaliable, the physico-chemical properties of each one and the state of the art in this matter. Furthermore, it examines the wet and dry destilation methods and how they are related with the target material. Finally the dry method was selected because it produces less iodine activity in the waste generated. Also, it contains ideas and pro- posals for the future as well, regarding new promising target materials with better properties.

Tipo de objeto:Tesis (Proyecto Integrador Ingeniería Nuclear)
Palabras Clave:Iodone 123; Yodo 123; Radiopharmaceuticals; Radiofarmacos; [Cyclotron; Ciclotrón]
Referencias:[1] Qaim, A.(2017). Nuclear data for production and medical applica- tion of radionuclides: present status and future needs.Nuclear Medicine and Biology.(44) 31-49. [2] Cyclotron Produced Radionuclides: Physical Characteristics and Pro- duction Methods. Tecnical Report Series No468. IAEA, Vienna, 2009. [3] Ziessman, H. A., O’Malley, J. P., Thrall, J. H. (2014) Nuclear Medicine. Saunders. [4] Mandel, S. J., Shankar, L. K., Bernard, F., Yamamoto, A., Alavi, A. (2001) Superiority of Iodine-123 Compared with Iodine-131 Scanning for Thyroid Remnants in Patients with Differentiated Thyroid Cancer. Clinical Nuclear Medicine.(26) No1, 6-9. [5] Nairne, J., Iveson, P. B., Meijer, A. (2015) Progress in Medicinal Che- mistry. ELSEVIER (54). [6] Cornelusse, F., Del Fiore, G., Depresseux, J. C., Peters, J. M.(1979) Préparation d’Iode-123 à partir d’une cible Gazeuse d’Hexafluorure de tellu- re. International Journal of Applied Radiation and Isotopes (31). 287-291. [7] Kaliteevsky, A. K., Godisov, O. N., Mjazin, L. P., Shepelev, P. K. (1998). High Purity Iodine-123 Produced Via p,n Reaction, Procedings of the 15th International Conference on Cyclotrons and Their Applications. [8] Acerbi, E., Birattari, M., Castiglioni M. y Resmini, M. (1975). Pro- duction of 123I for medical purposes at the Milan AVF Cyclotron. The Inter- national Journal of Applied Radiation and Isotopes. (26) 741-747 [9] Takács, S., Azzam, A., Sonck, M., Szelecsényi, F., Kovács, Z., Her- manne, A., Tárkányi, F. (1999). Excitation funtion of 122Te(d,n)123I nuclear reaction: production of 123I at low energy cyclotron.Applied Radiation and sotopes,(50) 535-540. [10] Lewis, J. S. Production, Uses and Applications of the PET Radiohalo- gens 76Br and 124I. 6th International Symposium on Radiohalogens. Whitler, Canada. 6-10 September 2008. [11] Nye, J. A., Avila-Rodriguez, M. A., Nickles, R. J.(2007). A new binary compound fot the production of 124I via the 124Te(p,n)124I reaction. Applied Radiation and Isotopes.(65) 407-412. [12] Solin, L. M., Jacovlev, V. A., Kaliteevsky, A. K., Godisov,O. N., Mja- zin, L. P., Shepelev, P. K. High purity iodine-123 produced via p,n reaction. Proceedings of the 15th International Conference on Cyclotrons and their Applications, Caen, France.14-19 Jun 1998 [13] Royal Society of Chemistry. (Diciembre 2017). Periodic Table: Tellu- rium. http://www.rsc.org/periodic-table/element/52/tellurium [14] Zielinski, F. W., MacDonald, N. S., Robinson, G. D. (1977). Produc- tion by Compact Cyclotron of Radiochemically Pure Iodine-123 for Systhesis of Radiodiagnostic Agents. Journal of Nuclear Medicine,18,67-69. [15] Van Der Bosh, R., De Goeij, J. J. M., Van Der Heide, J. A., Tertoolen, J. F. W., Theelen, H. M. J., Zegers, C. (1977). A new approach to target chemistry for the iodine-123 production via the 124Te(p,2n) reaction. The International Journal of Applied Radiation and Isotopes 28, 255-261. [16] Merck KGaA.(Febrero 2018). Darmstadt, Germany. Tellurium dioxi- de. www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/243450?lang=es&region=AR [17] Qaim, S. M., Hohn, A., Bastian, Th., El-Azoney, K. M., Blessing, G., Spelleberg, S., Scholten, B., Coenen, H. H. (2003)Some optimisation stu- dies relevant to the production of high-purity 124I and 120g I at a small-sized cyclotron. Applied Radiation and Isotopes. (58) 69-78. [18] Cornelusse, F., Del Fiore, G., Depresseux, J. C., Peters, J. M.(1979) Préparation d’Iode-123 à partir d’une cible Gazeuse d’Hexafluorure de tellu- re. International Journal of Applied Radiation and Isotopes (31). 287-291. [19] Nye, J. A., Avila-Rodriguez, M. A., Nickles, R. J. (2007)A new binary compound for the prouction of Applied Radiation and Isotopes. (65) 407-412. [20] Otuka, N., Takács,S.(2015). Definitions of radioisotope thick target yields. Radiochimica Acta, 103 (1), 1-6 [21] E. Acerbi, C. Birattari, M. Castiglioni, F. Resmini, Int. J. Appl. Radiat. Isot. 26 (1975) 741, Exfor: A0266. [22] R.C. Barrall, J.E. Beaver, H.B. Hupf, F.F. Rubio, Eur. J. Nucl. Med. 6 (1981) 411, Exfor: D0093. [23] R. Van den Bosch, J.J.M. De Goeij, J.A. Van der Heide,W. Tertoolen, H.M.J. Theelen, C. Zegers, Int. J. Appl. Radiat. Isot. 28 (1977) 255, Exfor: B0167. [24] J. Zweit, M.A. Bakir, R.T. Ott, H.L. Sharma, M. Cox, R. Goodall, in: R. Weinreich (Ed.), Proceedings of the 4th International Workshop on Targetry and Target Chemistry, September, PSI Willigen, Switzerland, 1992, p. 76. [25] H.B. Hupf, J.S. Eldridge, J.S. Beaver, Int. J. Appl. Radiat. Isot. 19 (1968) 345. [26] I. Mahunka, L. Andó, P. Mikecz, A.N. Tcheltsov, I.A. Suvorov, J. Radioanal. Nucl. Chem. Lett. 213 (1996) 135, Exfor: D4142. [27] B. Scholten, S.M. Qaim, G. Stócklin, Int. J. Appl. Radiat. Isot. 40 (1989) 127, Exfor: A0473. [28] K. Kondo, R.M. Lambrecht, A.P. Wolf, Int. J. Appl. Radiat. Isot. 28 (1977) 395, Exfor: B0090. [29] K. Kondo, R.M. Lambrecht, E.F. Norton, A.P. Wolf, Int. J. Appl. Radiat. Isot. 28 (1977) 765, Exfor: B0169. [30] B. Scholten, Z. Kovács, F. Tárkányi, S.M. Qaim, Appl. Radiat. Isot. 46 (1995) 255, Exfor: D4019. [31] Takács, S., Tárkányi, F., Hermanne, A. (2005) Validation and up- grading of the recommended cross-section data of charged particle reactions: Gamma emitter radioisotopes. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B.(240) 790?802. [32] International Atomic Energy Agency. (2004). TRS No432: Standari- zed High Current Solid Targets For Cyclotron Production of Diagnostic and Therapeutic Radionuclides. Viena, Austria. [33] Qaim, S. M., Hohn, A., Bastian, Th., El-Azoney, K. M., Blessing, G., Spelleberg, S., Scholten, B., Coenen, H. H. (2003)Some optimisation stu- dies relevant to the production of high-purity 124I and 120g I at a small-sized cyclotron. Applied Radiation and Isotopes. (58) 69-78 [34] Kudelin, B. K., Gromova, E. A., Gavrilina, L. V., Solin, L. M. (2001) Purification of recovered tellurium dioxide for re-use in iodine radioisotope production. Applied Radiation and Isotopes.(54) 383-386. [35] Whitehead, 1895; Brauer, 1963 [36] Arnstein, N.B., Carey, J.E., Spaulding, S.A., Sisson, J.C. (1986) De- termination of iodine-131 diagnostic dose for imaging metastatic thyroid can- cer. J. Nucl. Med. 1986 Nov;27(11) 1764-9. [37] Zhou, W., Yongxian, W.(2012) Ciclotron Production of I-123 by bom- bardment of 124Te electroplated target. Seven Interna6onal Symposia on Ra- diohalogens. Portugal. [38] Asad, A. H., Chan, S., Cryer, D., Burrage, J.W., Siddiqui, S.A., Price, R.I. (2015) A new, simple and precise method for measuring cyclotron proton beam energies using the activity vs. depth profile of zinc-65 in a thick target of stacked copper foils. Applied Radiation and Isotopes (105)20–25. [39] Cristini P., Carranza E.C., Novello A., Cestau D., Bavaro R., Bravo C., Bronca M., Bronca P., Centurión R.,Fraguas F., Gualda E., Ivaldi L., Mi- lidoni M., Nieli F., Spinelli H. (2015) ACTIVIDADES DE PRODUCCIÓN DE RADIOISÓTOPOS POR FISIÓN EN LA ARGENTINA. X Congre- so Regional Latinoamericano IRPA de Protección y Seguridad Radiológica “Radioprotección: Nuevos Desafíos para un Mundo en Evolución”. Buenos Aires, 12 al 17 de abril, 2015. [40] Recuperado de: Nye, J.A., Avila-Rodriguez, M. A., Nickles, R. J. (2005) Production of [124I]-iodine on an 11 MeV cyclotron.Radiochim. Acta 94, 213–216 [41] Recuperado de: Tel lurium.https://www.5nplus.com/tellurium.html. [42] Chu, S.Y.F, Ekström, L.P., Firestone, R.B. Table of Radioactive Iso- topes. [43] Recuperado de: https://elexcomm.com/product/539de75b5a2a548b53000005 [44] Nye, J. A., Nickles, R. J. (2004) Strategies in choosing binary alloys for the production of I-124: proof-of-principle studies using Al2Te3.
Materias:Medicina > Radiofarmacia
Divisiones:Centro Integral de Medicina Nuclear y Radioterapia. Fundación INTECNUS
Código ID:707
Depositado Por:Tamara Cárcamo
Depositado En:05 Nov 2018 15:36
Última Modificación:05 Nov 2018 15:37

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