Post on 12-Jul-2020
Production de radionucléides et recherche sur
les cibles
Haddad F.
Subatech/ ARRONAX
CreditsARRONAX :C.Alliot, A.C. Bonraisin, V.Bossé, C.Bourdeau, S. Girault, C. Huet, F. Haddad,
J.Laizé, E.Macé, N. Michel, M. Mokili, L.Perrigaud, C. Roustan, N. Varmenot
Bureau d’étude mecanique (Subatech) : Olga Batrak, Jean Michel
Buhour, Arnaud Cadiou, Gérard Guilloux, Mériadeg Guillamet, Gilles
Bouvet
Atelier mécanique (Subatech): Sylvain Fresneau, Yann Bortoli, Thierry
Milletto
CEMHTI (Orléans): Isidro Da Silva and the cyclotron team
Théranean: AAA, Arronax, Cerma, INSA, INSERM, nano-h, ULB,
Subatech
Alpha-RIT: Atlab-Pharma, ARRONAX, Chelatech,IBA,INSERM,
Subatech
Lignes
de
production
Connecté par un système
pneumatique aux cellules
blindées
Irradiation station
cross section
Hall P2, P3, A1 and A2
Rabbit
Collimator
F 10mm ou 20mm
target
Water
inlet
Water
outlet
Keep the external
shape and connections
Target holders
We need to irradiate solid target under different forms (powder, foils,…).
Two target designs will be available (medium beam current )
• A 15° rabbit (delivered by IBA – co-design by SUBATECH)
• A multi target rabbit Water outletWater inlet
Beam
target
Cross section
of the 15° rabbit
Multi-target system
Encapsulated material with flowing water around
Multi-cibles1
2
Encapsulation
(soudage laser)
Démontage navette
Processing in hot cells
Extraction/purification
Distribution
Radiothérapie interne vectorisée:211At : appropriate for a-therapy due to its half-life (7.2 hours).
67Cu et 47Sc : b-therapie (même energie b)
Nécessite l’utilisation de protons de haute énergie et
des courants faisceaux élevés (les sections efficaces de
production (p,2p) sont faibles)
Imagerie PET:64Cu et 44Sc: dosimétrie PET pré-thérapeutique avant injection
des émetteurs b- 67Cu et 47Sc
82Sr/82Rb et 68Ge/68Ga générateurs
44Sc: b+ g émetteur (imagerie 3 g)
Notre liste de priorité
99Tc-MIBI
SPECT
82Rb-TEPD. Le Guludec et al, Eur J
Nucl Med Mol Imaging
2008; 35: 1709-24
Principaux avantages de TEP/SPECT
1- Durée d’examen plus court (2 à 5 hrs vs 45 min)
2- Spécificité supérieure (femmes et surpoids) (artéfacts d’atténuation non uniforme de SPECT)
3- Quantification possible (atteinte tri-tronculaire)
4- Dose patient 2 à 3 fois plus faible
Générateurs Sr-82/Rb-82 - Cardiologie
Sr82
Rb82
Kr82
(stable)
T1/2=75sT1/2=25.5 j
Production du 82Sr
RbCl (en cours)
ou
Rb métal (collab.
INR)
Cible:
•Pastilles encapsulées de RbCl
•Dual target
0.16mCi/µA/h
Extraction and separation of 82Sr
DissolutionPastille RbCl irradi é e
Chel
ex1
00
82 Sr
82Rb,
83Rb,
83mRb,
84Rb,
86Rb
82Sr,
85Sr,
32P,
83mKr…
Rb, P, …
R é sine de s é paration
Purification de Sr
Irradiation dans un
Cyclotron de la
pastille de RbCl
85 Rb(p,4n) 82 Sr
Purification de Sr
Reproducibility verified
yield = 92.9 % 3.7% (k=2)
1er lot test envoyé le 15/10/2010 – 40 mCi
1,00E-04
2,00E+04
4,00E+04
6,00E+04
8,00E+04
1,00E+05
1,20E+05
1,40E+05
1,60E+05
0 50 100 150 200
V elution (mL)
Activ
ité (B
q)
Zone
d'élution
Sr
64Cu– Imagerie TEP
T1/2 = 12,7 h
Collaboration:
ARRONAX – Subatech -CEMHTI
17,6% 43,9%
38,5%
Cible de Ni-64 (enrichie
98.8% ) sur un support en
Or obtenue par
électrodéposition
64Ni + p 64Cu + nProduction: Gamme en énergie
12-10 MeV
Extraction et séparation chimique
Principaux contaminants:
•61 Co obtenu par (p,a) mais aussi des traces d’autres isotopes
de cobalt (55 Co, 56 Co, 57 Co ).
•Nécessité de récupérer le 64Ni ( ~20 € / mg)
Principe de l’extraction/séparation: dissolution dans HNO3 puis
utilisation d’une colonne AG1x8.
Irradiation au CEMHTI
(Orléans)
Pureté radionucléidique
> 99,8 %
Récupération 64Ni > 90%
Projet collaboratif Cu-ATSM pour l’hypoxie
Générateurs
Ge-68/Ga-68
Utilisation avec des
molécules ayant
une bio-cinétique
rapide:
Peptides, fragment
d’anticorps,…
E(g)= 1077,34 (3,22
%)
68Ge– 271,95 j
68Zn - stable
CE 100%
68Ga – 67,71 mnb+ 89,14%
CE 10,96%
La gamme en énergie est complémentaire de celle utilisée pour produire le 82Sr.
Mise en place d’une « dual Target » permettant l’irradiation simultanée de
Strontium-82 et de Germanium-68:
Les rendements de production étant faible (0,06 mCi/µA/h), on doit travailler à
haute intensité pour avoir un coût de revient raisonnable:
Gamme en énergie
15 - 30 MeV
69Ga + p 68Ge + 2n
Astate-211
E(g)= 569,7(97,8 %)
E (g)=1063,7 (74,6%)
E(g)= 1770,2 (6,9 %)
211At– 7,2h
207Bi – 32,9a
207Pb - stable
a
41,8%
e
58,2%
CE
100%
211Po – 0,516sa
100%
At210At211
Voie de production:
209Bi + a 211At + 2n
Gamme d’énergie:
[ 20 MeV - 28,3 MeV]
Production attendue sur ARRONAX: 0,7 mCi/µA/h ( 210At/211At <10-5 )
Mise en place de la chaine de production:
cible ARRONAX – irradiation CEMHTI – extraction INSERM
production 200MBq (EOB) – extraction voie sèche 80% - récupération 80 MBq
Bi 25-40 µm
Cible solide obtenue par evaporation
sous vide sur support AlN
Extraction par voie sèche:
ice
600°C
Alpha-RIT: Radio Imuno-Therapy using 211At
major indication: prostate cancer
19
Reflector/
moderator
Cooling/moderator
19
neutrons
TargetPROTON BEAM
CYCLOTRON
Activation samples
A proton beam is generated by a
cyclotron
Protons interact with a solid target
(Be)
Fast (high energy) neutrons are
generated
Neutrons are moderated (water)
Neutrons are reflected and further
moderated (graphite)
Nanoparticles are activated by
moderated neutrons
THERANEAN project: Therapy through Neutron
Activation using Nanoparticles
The THERANEAN method
GRAPHITE
REFLECTOR
LEAD
BUFFER
IRRADIATION
CAVITY
WATER
MODERATOR
AND COOLING
TARGET
PROTON BEAM
Cooling/
moderator
Reflector
Target
Activation channel
neutrons
Transf er o f im aging d at a t o
Mont e-Car lo d osim et ry m od el
f o r d ose d ist r ib ut ion calcu lat ion
Synt hesis o f var ious t yp es and sizes o f
nanop ar t icles w it h lan t han id e-oxid e co re,
con t ain ing t he st ab le (non rad ioact ive) iso t op e t o
b e act ivat ed
In t ra-t um oral/in t ra-ar t er ial in ject ion using t he
TMT in ject o r
SPECT d et ect ion o f nanop ar t icles d ist r ib ut ion ,
CT f o r m orp ho logical d at a
Pharm aceut ical p rep arat ion o f
st er ile in ject ab le nanop ar t icles
susp ension Inser t ion o f in ject ab le d oses in t he
cyclo t ron -d r iven act ivat o r f o r neut ron
act ivat ion (no alt erat ion o f p harm aceut ical
charact er ist ics)
Courtesy of NanoHCourtesy of NanoH
ConclusionsARRONAX est maintenant opérationnel
La production de strontium a débuté (sept/oct 2010)
Production de Cuivre-64 est prévue fin 2010
Production d’Astate-211 est prévue avril 2011
Plusieurs projets collaboratifs ont débuté :
– Theranean: activation of nanoparticle for brachytherapy
– Alpha-RIT: alpha immunotherapy using 211At
– Cu-ATSM pour l’hypoxie
Merci pour votre attention
ARRONAX a été construit grâce à l’aide:
Du Conseil régional des Pays de la Loire
De l’Université de Nantes
Du gouvernement français (CNRS, INSERM)
De l’union européenne