Générateur de technétium-99m - Technetium-99m generator
Un générateur de technétium-99m , ou familièrement une vache à technétium ou vache à molybdène , est un appareil utilisé pour extraire l'isotope métastable 99m Tc du technétium à partir d'un échantillon en décomposition de molybdène-99 . Le 99 Mo a une demi-vie de 66 heures et peut être facilement transporté sur de longues distances vers les hôpitaux où son produit de désintégration technétium-99m (avec une demi-vie de seulement 6 heures, peu pratique pour le transport) est extrait et utilisé pour une variété de procédures de diagnostic en médecine nucléaire , où sa courte demi-vie est très utile.
Source d'isotopes parent
Le 99 Mo peut être obtenu par activation neutronique (réaction n,γ) de 98 Mo dans un réacteur à haut flux neutronique . Cependant, la méthode la plus fréquemment utilisée est la fission de l' uranium -235 dans un réacteur nucléaire . Alors que la plupart des réacteurs actuellement engagés dans la production de 99 Mo utilisent des cibles d'uranium 235 hautement enrichi, les problèmes de prolifération ont incité certains producteurs à passer à des cibles d'uranium faiblement enrichi. La cible est irradiée avec des neutrons pour former du 99 Mo comme produit de fission (avec un rendement de 6,1% ). Le molybdène 99 est ensuite séparé de l'uranium n'ayant pas réagi et des autres produits de fission dans une cellule chaude .
Invention et histoire du générateur
Le 99m Tc est resté une curiosité scientifique jusqu'aux années 1950, lorsque Powell Richards a réalisé le potentiel du technétium-99m en tant que radiotraceur médical et a promu son utilisation auprès de la communauté médicale. Alors que Richards était en charge de la production de radio-isotopes à la division Hot Lab du Brookhaven National Laboratory , Walter Tucker et Margaret Greene travaillaient sur la façon d'améliorer la pureté du processus de séparation du produit fille élué à courte durée de vie , l' iode-132 à partir du tellure-132. , son parent de 3,2 jours, produit dans le Brookhaven Graphite Research Reactor. Ils ont détecté une trace de contaminant qui s'est avéré être du 99m Tc, qui provenait du 99 Mo et suivait le tellure dans la chimie du processus de séparation pour d'autres produits de fission. Sur la base des similitudes entre la chimie du couple parent-fille tellure-iode, Tucker et Greene ont développé le premier générateur de technétium-99m en 1958. Ce n'est qu'en 1960 que Richards est devenu le premier à suggérer l'idée d'utiliser le technétium comme médicament traceur.
Fonction et mécanisme du générateur
La courte demi-vie de 6 heures du technétium-99m rend impossible le stockage à long terme. Le transport du 99m Tc depuis le nombre limité de sites de production vers les radiopharmacies (pour la fabrication de produits radiopharmaceutiques spécifiques ) et d'autres utilisateurs finaux serait compliqué par la nécessité de surproduire significativement afin d'avoir une activité restante suffisante après de longs trajets. Au lieu de cela, le nucléide parent 99 Mo à vie plus longue peut être fourni aux radiopharmacies dans un générateur, après son extraction des cibles d' uranium irradiées par des neutrons et sa purification dans des installations de traitement dédiées. Les radiopharmacies peuvent être des installations hospitalières ou autonomes et, dans de nombreux cas, distribueront par la suite des produits radiopharmaceutiques au 99m Tc aux services régionaux de médecine nucléaire. Le développement en production directe de 99m Tc, sans produire au préalable le 99 Mo parent , exclut l'utilisation de générateurs mais cela est rare et repose sur des installations de production adaptées à proximité des radiopharmacies.
Production
Les générateurs fournissent une protection contre les rayonnements pour le transport et pour minimiser les travaux d'extraction effectués dans l'établissement médical. Un débit de dose typique à 1 mètre du générateur de 99m Tc est de 20 à 50 μSv/h pendant le transport.
Le rendement de ces générateurs diminue avec le temps et doit être remplacé chaque semaine, car la demi-vie du 99 Mo n'est encore que de 66 heures. Étant donné que la demi-vie du nucléide parent ( 99 Mo) est beaucoup plus longue que celle du nucléide fille ( 99m Tc), 50 % de l'activité d'équilibre est atteinte au cours d'une demi-vie fille, 75 % au cours des deux demi-vies filles. Par conséquent, l'élimination du nucléide fille ( processus d' élution ) du générateur ("traite" la vache) se fait raisonnablement aussi souvent que toutes les 6 heures dans un générateur 99 Mo/ 99m Tc.
Séparation
La plupart des générateurs commerciaux de 99 Mo/ 99m Tc utilisent la chromatographie sur colonne , dans laquelle le 99 Mo sous forme de molybdate , MoO 4 2− est adsorbé sur de l'alumine acide (Al 2 O 3 ). Lorsque le Mo-99 se désintègre, il forme du pertechnétate TcO 4 − , qui, en raison de sa charge unique, est moins étroitement lié à l'alumine. Verser une solution saline normale à travers la colonne de 99 Mo immobilisé élue le 99m Tc soluble , ce qui donne une solution saline contenant le 99m Tc sous forme de pertechnétate, avec du sodium comme contre - ion .
La solution de pertechnétate de sodium peut ensuite être ajoutée à une concentration appropriée au kit pharmaceutique à utiliser, ou le pertechnétate de sodium peut être utilisé directement sans marquage pharmaceutique pour des procédures spécifiques ne nécessitant que le 99m TcO 4 − comme radiopharmaceutique primaire . Un grand pourcentage du 99m Tc généré par un générateur de 99 Mo/ 99m Tc est produit au cours des 3 premières demi-vies parentales, soit environ une semaine. Ainsi, les unités de médecine nucléaire clinique achètent au moins un tel générateur par semaine ou en commandent plusieurs de manière échelonnée.
Rapport isomérique
Lorsque le générateur n'est pas utilisé, le 99 Mo se désintègre en 99m Tc, qui à son tour se désintègre en 99 Tc. La demi-vie du 99 Tc est beaucoup plus longue que son isomère métastable, de sorte que le rapport du 99 Tc au 99m Tc augmente avec le temps. Les deux isomères sont réalisés par le processus d'élution et réagissent aussi bien avec le ligand, mais le 99 Tc est une impureté inutile à l'imagerie (et non séparable).
Le générateur est lavé du 99 Tc et du 99m Tc à la fin du processus de fabrication du générateur, mais le rapport du 99 Tc au 99m Tc se reconstitue ensuite pendant le transport ou toute autre période pendant laquelle le générateur n'est pas utilisé. Les premières élutions auront une efficacité réduite en raison de ce rapport élevé.