I ricercatori migliorano la produzione in breve

14 agosto 2023

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dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti

I radioisotopi dello scandio sono potenzialmente utili per l'imaging medico come le scansioni con tomografia a emissione di positroni (PET). Tuttavia, gli operatori sanitari attualmente non utilizzano questi isotopi per l’immagine del cancro perché sono difficili da produrre nelle quantità e nelle purezze adeguate per l’uso umano. In particolare, devono essere realizzati utilizzando speciali bersagli di calcio arricchiti isotopicamente. Questi obiettivi sono rari, costosi e difficili da utilizzare in un acceleratore. Un nuovo studio descrive i modi per creare e irradiare obiettivi dell'acceleratore per lo scandio. Questi obiettivi producono abbastanza scandio radioattivo per eseguire più di una dozzina di valutazioni PET diagnostiche di pazienti umani. Il processo ricicla il materiale bersaglio del calcio con un'efficienza superiore al 95%.

Il lavoro è pubblicato sulla rivista Frontiers in Chemistry.

L'associazione di farmaci diagnostici e terapeutici è chiamata "teranostica". Questa tecnica è una delle opzioni più promettenti per la gestione di malattie come il cancro. Lo scandio-43 e lo scandio-44 sono due delle opzioni più promettenti per la medicina teranostica abbinate allo scandio-47 terapeutico. La produzione di questi isotopi richiede costosi materiali di partenza di titanio e calcio. Richiedono inoltre un'irradiazione difficile e un trattamento chimico per isolarli. Questi fattori hanno inibito lo sviluppo di trattamenti a base di scandio e ne hanno limitato la disponibilità.

Questo lavoro dimostra metodi sostenibili che affrontano queste limitazioni. Nello studio, i ricercatori dell'Università del Wisconsin, Madison, hanno studiato cinque reazioni nucleari che formano lo scandio-43 e lo scandio-44 dall'irradiazione di protoni e deuteroni di bersagli dell'acceleratore di ossido di calcio. Gli esperimenti hanno esaminato le quantità e le purezze di scandio-43 e scandio-44 prodotti iniziando con target disponibili in commercio con calcio arricchito negli isotopi calcio-42, calcio-43 e calcio-44. Le rese maggiori e le purezze più elevate misurate erano quelle dello scandio-44 quando il calcio-44 veniva irradiato con protoni; questo ha prodotto 120 millicurie in un'ora di irradiazione con una purezza superiore al 99,7%. I ricercatori hanno inoltre sviluppato processi per purificare chimicamente lo scandio e per recuperare i materiali bersaglio del calcio, molto costosi, che contribuiscono a renderli sostenibili in un ambiente ospedaliero moderno.

I radioisotopi dello scandio-43 e dello scandio-44 prodotti da tutte le reazioni studiate sono sufficientemente puri da poter essere utilizzati come farmaci radioattivi contro il cancro. Nelle moderne procedure mediche diagnostiche che utilizzano scanner PET, la risoluzione e le prestazioni quantitative di questi radioisotopi dello scandio sono superiori allo standard clinico esistente di cura dell'isotopo del radiometallo gallio-68.

Maggiori informazioni: Kaelyn V. Becker et al, Produzione di ciclotrone di 43Sc e 44gSc da target arricchiti di 42CaO, 43CaO e 44CaO, Frontiers in Chemistry (2023). DOI: 10.3389/fchem.2023.1167783

Fornito dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti