Radionuklidproduktion vid TSL. Hans Lundqvist. Biomedical Radiation Research Rudbecklaboratoriet Uppsala PET centre

Transkript

1 Radionuklidproduktion vid TSL Hans Lundqvist Biomedical Radiation Research Rudbecklaboratoriet Uppsala PET centre

2 Rubrik i UNT 1948 Första isotopsändningen från USA gick till Upsala. Bilden publicerad i Upsala Nya Tidning med följande bildtext: "Prof. John Naeslund tittar på när hans assistent fröken Karin Meurling hissar upp flaskan med radioaktiv fosfor framför den sinnrika impulsmätaren".

3 Gustaf Werners inst för kärnkemi När cyklotronen invigdes den 8 december 1949, var det resultatet av ett samarbete mellan The Svedberg och gynekologen John Naeslund med ekonomiskt stöd av textilmagnaten Gustaf Werner. Det finns således redan från början ett medicinskt intresse av att använda radionuklider från acceleratorn men det kom att dröja in på 70-talet innan det blev verklighet. Visserligen producerade radionuklider men i huvudsak för fysikalisk forskning, som studier av spallationsreaktioner (Rudstam), fission (Papas) och spektroskopi (Andersson, Arbman, Tove, Jung, Karlsson + många fler).

4 Den medicinska användningen av acceleratorn blev till en början extern strålterapi The Svedberg och Börje Larsson demonstrerar utrustning för proton terapi Men man upptäcker också att man aktiverar patienterna vid behandlingen ( 11 C och 15 O). Tidigt börjar funderingarna om detta går att använda för klinisk diagnostik.

5 11 C Fixation of Carbon-11 in the Cells of Proton-irradiated Blood BÖRJE LARSSON, STEN GRAFFMAN & BO JUNG Nature 207, (31 July 1965) Idén väcks att märka tymidin med 11 C för att använda som en markör för tumörceller. On the chemical fate of nascent 11 C atoms induced by irradiation of water and aqueous solutions with I85 MeV protons", Tore Stenström, 1970 Physical aspects on the Anger camera for medical diagnosis : a theoretical study with special reference to performance at 511 kev, John B. Svedberg 1974

6 Proton therapy Gamma knife Radiosurgery PIXE Radionuclide production Detector development Technical development 1967 Boron Neutron Capture Therapy BNCT Nuclear physics Radiophysics Radiobiology Physical biology Radiation sciences

7 Image analysis Den första datorn för medicinsk användning placeras på UAS i slutet av 60-talet och används av undertecknad bildanalys av röngen och nuklearmedicinska undersökningar Image processing of X-ray and nuclear diagnostic images Licentiate exam in physics 1972

8 Image analysis problems Bullshit in Advanced computerized analysis Bullshit out Indata måste förbättras vilket innebar nya nuklider, nya radiofarmaka

9 Uppsala PET projekt får sin början under 1971 Göran Bergson 11 C Börje Larsson Bengt Långström Hans Lundqvist

10 Men arbetet med 11 C går långsamt. Bo Jung som nu är sjukhusfysiker på UAS skapar många kliniska kontakter där man vill pröva nya nuklider som 28 Mg, 77 Br och 123 I vilket huvudsakligen sysselsätter doktoranden med produktion patientundersökningar analys av mätdata

11 Flera arbeten använder 123 I som producerades med reaktionen 127 I (p, 5n) 123 Xe 123 I Ett samarbete med rad fys inst i Lund (Sören Mattsson, Bertil Persson och Sven-Erik Strand) inleddes vilket innebar att vi producerade och separerade 123 Xe på kvällen, satte behållaren med radioaktiv gas på en SJgodsvagn för transport vilket på morgonen när det hämtades hade förvandlats till 123 I. En viktig medarbetare och vän i detta arbete var Petter Malmborg.

12 Arbetet med 11 C fortsätter men inriktningen byts från 11 C- märkt tymidin till 11 C-märkt metionin Första arbetet publiceras 1975

13 11 C producerades först med GWI-acceleratorn med spallationsreaktioner på vatten. 11 CO 2 gasades ur targeten och användes för kemin. Senare provades 11 B (boroxid) (p, n) 11 C med bättre utbyte men kampen om bestrålningstid var besvärlig. En strålström på < 1 ua var heller inget som vi jublade över.

14 Den begränsade tillgången till stråle (ett par gånger i månaden) gjorde att PET-projektet gick långsamt Den nystartade tandemacceleratorn (1975) var ett lockande alternativ med 12 MeV protoner och 7 µa strålström. Med en gastarget och reaktionen 14 N (p, α) 11 C fick vi mer än 10 gånger högre utbyten och enklare separation och bättre kvalitet på den 11 CO 2 vi producerade. Tandem blev också projektets räddning när den stora GWI-acceleratorn stängdes 1977 för ombyggnad.

15 Strålskydd, strålskydd, strålskydd

16 Men också att planera för fortsatt radionuklidproduktion

17 Under ombyggnaden av cyklotronen blomstrar PETprojektet får vi vår första PET-kamera. Tandem är vår producent av aktivitet.

18 17 juni 1982 två månader efter installationen. En genomgång visar att nio olika molekyler har märkts med 11 C och använts i apa och gris.. 10 patienter, de flesta med gliom, har undersökts med 11 C-methionine.

19 1991 invigs PET-centrum med cyklotron och två helkroppskameror

20 Behöver vi ändå produktionen vid TSL?

21 Fasta targetar Short peptides Long peptides Antibodies (Ab) Ab fragments I-124 (t½= h) Zr-89 (t½= 78.4 h) Co-55 (t½= 17.5 h) Br-76 (t½= 16.2 h) Y-86 (t½= 14.7 h) Cu-64 (t½= 12.7 h) Ga-66 (t½= 9.5 h) Sc-44 (t½= 3.9 h) Cu-61 (t½= 3.4 h) Ti-45 (t½= 3.08 h) F-18 (t½= 1.83 h) Br-75 (t½= 1.62 h) Halogens Metals In-110m (t½= 1.15 h) Ga-68 (t½= 1.14 h) 0,01 0, Time window (days) Vladimir Tolmachev Lars Einarsson

22 Iron metabolism studied with 52 Fe

23

24 Ett stort tack till alla medarbetare till alla på verkstaden som byggde alla strålmål med omöjliga egenskaper till personalen på GWI TSL med all hjälp och särskilt till operatörerna som tålmodigt försåg oss med stråle nätterna igenom