Radionuclide Production with PET Cyclotrons, Applications and Preclinical Experiments

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish Nuklearmedicin bygger på användning av radioaktiva spårämnen, enligt principen av George de Hevesy, för kartläggning av global och regional funktion hos organ eller patologisk vävnad. Nuklearmedicin inkluderar även användningen av ”Magic bullet”-konceptet enligt Ehrlich där en molekyl används som bärare av radionuklider för att få en radiobiologisk terepeutisk effekt på målvävnanden den riktas mot. Nuklearmedicinska metoder fokuserar på diagnostik och behandling av sjukdomar samt utredningen av normaltillstånd i kroppen med hjälp av radioaktiva läkemedel. Ett radioaktivt läkemedel är en atom eller en molekyl, i vilken en eller flera atomer har ersatts med en radionuklid. Många diagnostiska och terapeutiska radionuklider så som 111In, 99mTc och 131I produceras i kärnreaktorer och tillhandahålles via en generator eller en direkt produktion. Men för att kunna producera många av de konventionella positron-emitterande (PET) radionukliderna som till exempel 11C, 18F, 13N, 15O behövs någon form av partikelacclerator där en vanlig sådan för medicinsk tillverkning är av typen cyklotron. Idag sker det en kraftig ökning av forskning baserad på intakta antikropppar (mAb) men även på modifierade mAb-fragment vilket har öppnat upp ett behov av nya icke-konventionella radionuklider med nya krav på fysikaliska och kemiska egenskaper. Med det växande intresset för diagnostisk och terapeutisk nuklearmedicin ökar även efterfrågan på fler och olika cyklotronproducerade radionuklider. Detta verifieras av det ökade antalet cyklotroner verksamma i världen. År 2005 uppskattades cirka 350 cyklotroner vara verksamma i de länder som övervakas av Internationella Atomenergiorganet IAEA. En senare undersökning år 2014 visade att det för närvarande finns mer än 950 cyklotroner för medicinsk produktion. För att kunna producera olika radionuklider måste cyklotronerna utrustas med olika strålmålsystem där själva radionuklidproduktionen sker. Det övergripande målet med arbetet som beskrivs i denna avhandling är att öka och utvidga den medicinska radionuklidproduktionen med särskild inriktning mot utformningen av vatten och fasta strålmål för en MC 17 Scanditronix PET-cyklotron. Denna avhandling är baserad på utvecklingen av två nya strålmål med två applikationer och två prekliniska experiment associerade till dessa strålmål.