Stort behov for radioaktive stoffer til kræftbehandling

Medicin og medicoteknik Radioaktive lægemidler og isotoper

DTU fordobler produktionskapaciteten inden for radioaktive stoffer til kræftbehandling med opførslen af en ny cyklotron på DTU Risø campus.

Hospitalernes forbrug af PET-scanning af kræftpatienter stiller krav om produktion af flere radioaktive stoffer til brug i diagnostik og behandling. En ny cyklotron på DTU´s campus i Risø skal sikre fremstillingen af medicinske præparater og fortsat forskning og udvikling af isotoper til diagnostisk og terapeutisk brug. Udvidelsen af produktionskapaciteten er blevet mulig med en donation på 13,5 mio. kr. fra John og Birthe Meyers Fond.

”En ny cyklotron er helt afgørende for, at vi kan fortsætte arbejdet på DTU med produktion og forskning inden for radioisotoper. Uden denne bevilling kunne vi ikke fortsætte med at levere præparater til de danske hospitaler, så det er en rigtig god nyhed for DTU, for forskerne og laboratorieteknikerne i Hevesy Laboratoriet – og ikke mindst for de patienter, som har brug for PET skanning som del af deres behandling,” siger Jørgen Schøller, der er sektionsleder på DTU Sundhedsteknologi.

"En ny cyklotron giver forsyningssikkerhed, så vi kan efterkomme efterspørgslen og også have mulighed for vedligehold og service"
Jørgen Schøller

En cyklotron er cirkulær maskine til acceleration af ladede partikler, som bruges til at isolere et grundstof i forskellige udgaver af det samme grundstof – kaldet isotoper. På Institut for Sundhedsteknologi skal cyklotronen blandt andet bruges til at producere radioaktive isotoper, som anvendes på flere af landets hospitaler til Positron Emissions Tomografi også kendt som PET-skanning.

Sikrer patienters PET skanning

DTU har allerede en cyklotron, men der er stærkt behov for en supplerende maskine for at kunne følge med efterspørgslen på anvendelsen af den.

”I dag udnytter vi den fulde kapacitet, så det er vanskeligt at slukke den, når vi foretager service og vedligehold af den. De høje radioaktive strålingsdoser i maskinens omgivelser gør, at man ikke kan nærme sig maskinen før isotopen er henfaldet betragteligt, så det er ikke lige til. Og det gør så, at vi må aflyse produktionen, hvilket går ud over de patienter, som venter på PET skanning.

En ny cyklotron giver forsyningssikkerhed, så vi kan efterkomme efterspørgslen og også have mulighed for vedligehold og service,” forklarer Jørgen Schøller.

DTU fremstiller op imod 20 standard isotoper til patientbehandling, og halvdelen af dem anvendes til PET skanning. Fremstillingen af næsten 1.000 patientdoser om året er en højt specialiseret proces.

”Den nye cyklotron bliver helt mage til den gamle, så vi kan sikre, at fremstillingen foregår på eksakt samme måde i begge cyklotroner. Med to cyklotroner kan vi opfylde efterspørgslen på isotoper, og så får vi også mulighed for at servicere og vedligeholde den gode gave fra John og Birthe Meyers Fond på den måde, som den fortjener,” siger Jørgen Schøller.

Forskning eller forsyningssikkerhed

DTU har haft succes med udvikling af en ny metode til fremstilling af Cu-64, som er et sporstof med en radioaktiv halveringstid på 12,7 timer.

”Vi vil gerne arbejde videre med udbredelsen af dette stof. Produktionen af Cu-64 er krævende i forhold til både cyklotron-kapacitet og radiokemi, men vi ser her en meget vigtig brobygning fra den diagnostiske brug direkte til terapi, fordi vi mener, at der vil kunne opnås terapeutiske effekter af den meget koncentrerede, kortrækkende stråling, der udgår fra Cu-64,

De terapeutiske radionuklider udgør et felt der i de seneste år har oplevet en stærkt tiltagende interesse og succes. Dette skyldes teknologiske landvindinger, hvormed man nu specifikt kan ramme kræftknuder og metastaser.” siger Jørgen Schøller.

Læs også: Production of Cu-64 - DTU Sundhedsteknologi (engelsk)

Markant bedre vilkår

Det har været sådan, at eksperimentelle produktioner og udviklingsarbejde har måttet vige for de øremærkede kliniske sporstoffer, uanset de havde et stort fremtidigt potentiale.

”Men med den nye cyklotron kan vi også i fremtiden indgå fuldgyldigt i anden fremtrædende forskning, samtidigt med, at vi opretholder vores særlige forsyning til de danske hospitaler.

Grundet vækst i Hevesy Laboratoriet, som huser cyklotronen, er vi kommet i en situation, hvor vi af strålehygiejniske grunde er tvunget til vanskelige prioriteringer mellem produktion til patienter, udvikling af nye lægemidler og produktion til forskningen. Med to cyklotroner vil vi opnå større forsyningssikkerhed til klinisk brug – også af mere avancerede produkter, hvor vi er eneste producent. Vi vil samtidig få markant bedre vilkår for at udvide forskningen, som på lang sigt også vil blive til gavn for patienterne,” siger Jørgen Schøller.

Specialkonsulent Mattia Siragusa bliver ansvarlig for den nye cyklotron og ser frem til leveringen.

”Det er privilegeret at få lov at medvirke ved installeringen af en helt ny cyklotron. Det er ikke noget, der sker så tit. Den ekstra cyklotron giver mulighed for bedre planlægning af kapaciteten. Men først skal vi lige have bygget en ny bunker på Risø, som vi kan sætte udstyret i, og så skal vi have ansat nye laboratorieteknikere. Det glæder jeg mig til,” siger Mattia Siragusa.

Begrebsforklaring

Cyklotron

En cyklotron består af et vakuum-kammer med to D-formede elektroder, hvori ladede partikler bliver accelereret af en højfrekvent vekselspænding. Et tværgående magnetfelt holder partiklerne i en spiralbane, idet partiklerne bevæger sig længere og længere ud, jo mere fart, de får på. Accelerationen sker hver gang en partikel bevæger sig fra en elektrode til den anden. En cyklotron kan kun accelerere ladede partikler, såsom protonerdeuteroneralfapartikler og ioner. Hvis ioner af et bestemt grundstof accelereres i en cyklotron, vil de forskellige isotoper på grund af deres afvigende vægt bevæge sig i forskellige baner og aflejres i adskilte pletter. 

Isotoper

Isotoper er forskellige udgaver af det samme grundstof. Dvs. at de har samme atomnummer, men forskellige atommasser, hvilket skyldes, at antallet af protoner i atomkernen er bibeholdt, mens antallet af neutroner varierer afhængig af det enkelte isotop.

PET

Positron Emissions Tomografi (PET) har de seneste 10 år udviklet sig til at være en uundværlig diagnostisk undersøgelse - specielt på det onkologiske fagområde. Dette er yderligere forstærket ved udvikling af kombinerede PET/CT skannere, som på synergistisk vis giver såvel funktionel som anatomisk information. Den forventede vækst i efterspørgslen vil være en stor udfordring såvel med hensyn til anskaffelser og implementering af apparatur som uddannelse af personale.

(kilde: Sundhedsstyrelsen 2019, specialerapport).