Artikulu hau jatorriz The Conversation argitalpenean aurki daiteke.

XX. mendean sortutako partikula azeleragailu handien zergati historikoa, hasiera batean, oinarrizko zientziaren esparruan ardaztu zen, baina gaur egun, haien zertarakoak zabaldu eta gizateriaren eguneroko bizitza hobetu dute.

Erabilera horretan askotariko alderdiak sartzen dira, hala nola elikagaiak gordetzea, ura edangarri bihurtzea, erdieroaleak fabrikatzea, biomolekulak sortzea, material polimeriko berriak egitea eta, batez ere, medikuntza eta farmakologia.

Medikuntza nuklearrak elementu bereko atomoetara jotzen du. Haien nukleoek neutroi kopuru ezberdina dute eta neutroi horiei isotopoak esaten zaie, edo erradioisotopoak, partikularen bat igortzen badute.

Azken hamarkadetan egindako erradioisotopoei medikuntzako hainbat erabilera eman zaie, terapia eta irudi informatizatu bidezko diagnostikoa, besteak beste. Erradioisotopoen bidezko irudi informatizaturako teknikarik hedatuena SPECT (‘Single Photon Emission Computer Tomography’) izenekoa da, fotoiak (gamma izpiak) igortzen dituen Tecnecio-99m (99mTc) isotopoaren bitartez.

Farmako hori, funtsean, giza gorputza argiztatzen duen “mikrolinterna” bat da. SPECT eskanerrak, fotoiekiko sentikorra den kamera baten bitartez, bira egiten du pazientearen inguruan eta ordenagailu batek ataletan sailkatzen dituen irudi osoak hartzen ditu. Duela hamarkada batzuk ekoizten da 99mTc erreaktore nuklearretan Molibdeno-99ren desintegrazioz, eta azken hamarkadan, baita IAEAk (‘International Atomic Energy Agency’) erabiltzea proposatzen duen protoi azeleragailuen bitartez ere.

Praktikan, medikuntzan gehien baliatzen den bistaratze diagnostikoko tekniketako batek PET (‘Positron Emission Tomography’) du izena; hau da, positroien igorpen tomografia. PET aurreko SPECT baino gutxiago erabiltzen den arren –hein batean, kostu nahiko handia duelako–, hobera egin du eta medikuntzan askoz ere gehiago erabiltzen da, lortzen den irudiak bereizmen askoz hobea du eta. Hori dela eta, haren arreta medikuntza nuklearraren hainbat espezializaziotara zabaldu da azken urteotan.

Erradiofarmakoen bidezko PET berrien irudia, beraz, gaur egungo biomedikuntzan berebiziko garrantzia duen ikerketa arloa da.

PETekin erabiltzeko erradiofarmakoak

PET bidezko diagnostiko medikorako, garrantzi handikoak dira batez besteko bizitza laburreko positroi igorle batzuk. Energia txikiko azeleragailuak baliatuz egiten diren erradioisotopoetako batzuk fluor 18a, oxigeno 15a, nitrogeno 13a eta karbono 11 dira (18F, 15O, 13N eta 11C, hurrenez hurren).

Positroiak elektroien antimateria direnez, erradiofarmakoek positroiak igortzen dituzte. Positroiek, era berean, irudi bat gauzatzen duten fotoiak sortzen dituzte, pazientearen gorputzeko elektroiekin talka egitean. Irudia ordenagailu bidez prozesatzen da, medikuek ikusi eta diagnostikoa egin dezaten.

Farmako horiek, zeharkako “nanolinterna” gisa jokatuz, bereizmen handiko irudiak ahalbidetzen dituzte, hainbat patologiaren diagnostikoa egiteko.

Erronka logistikoa

Fluor 18a ospitale askotan gehien erabiltzen den isotopoetako bat da. Kanpoan egin daiteke fluor 18a, batez besteko bizitza laburra baitu, baina osasun zentrora kanpotik bidaltzeko bezain luzea (110 minutu inguru).

Hala ere, kanpotiko bidalketak aktibitate erradioaktibo handiko dosi askoz gehiago ekoiztea dakar; izan ere, zati bat desintegratu eta garraio orduetan desaktibatu egiten da. Oro har, beraz, erradiofarmakoa egun kanpoan egitea neurriz kanpo dago, alde ekonomikoari, energetikoari, erradioaktibitateari eta azkartasunari dagokienez. Efizientzia hobetzeko modu bat, farmako dosiak ospitalean bertan neurrira ekoiztea da.

Oxigenoa, nitrogenoa eta karbonoa oso elementu garrantzitsuak dira, giza gorputzaren zelulak osatzen baitituzte eta konposatu farmazeutiko onuragarri ugari etiketatzen erabiltzeko aukera ematen baitute.

Alabaina, isotopoen batez besteko bizitza laburragatik (2 eta 20 minutu artean), ospitalean bertan egin behar dira. Horrek esan nahi du erradioisotopoak ezin direla medikuntzan baliatu, baldin eta berehala eta garraiorik gabe fabrikatzen ez badira.

Oso arreta handia bereganatu dute PETekin erabiltzeko beste erradiofarmako horiek; medikuntzan, ordea, oso gutxi erabiltzen dira oraindik. Bereziki, zeharo nabarmena da 11Ck eragindako interesa: giza gorputzaren edozein molekulatan ohiko 12C ordezteko gaitasuna du.

Karbono 11 erradioisotopoaren kasuan, PETen irudiak argiztatzen dituen nanolinternari minutu gutxi batzuetan amaitzen zaio bateria eta ondoren, desagertu egiten da, ezabatu beharrik gabe.

PETekin erabiltzeko era guztietako erradiofarmakoak tokian-tokian egiteak, hortaz, biomedikuntzan baliatzeko aukera ona ematen du. Azeleragailu trinkoen bitartez, isotopo horiek tokian-tokian eta neurrira fabrikatzeak medikuntzan benetan erabiltzea dakar.

Erradiofarmakoak ekoizteko azeleragailuak

Erradiofarmakoak ekoizteko modurik ohikoena erreaktore nuklear edo partikula azeleragailuen bidez da. Horretarako, gaur egun, zenbait hamarkadatik hona, ziklotroiak baliatzen dira.

Gailu astunak eta handiak dira. Medikuntzan erabiltzean, protoiak dozenaka MeV-eko (megaelektronvolteko) energiaz azeleratu ohi dituzte. Fabrikatu, funtzionatu eta mantentzeko kostua handia da, bai eta energia gastua ere. Horrek ospitaleetako erabilera orokortzea eragozten du.

Azeleragailu linealek (LINAC: LINear ACcelerator), eta bereziki, azeleragailu trinko berriek, hainbat abantaila dituzte betiko ziklotroien aldean.

Lehenik eta behin, linac azeleragailuek ziklotroiek baino sorta galera txikiagoak dituzte: azken horiek, beren izaera zirkularragatik, une oro daude Lorentz-en indar zentripetuaren mende, zeinak fotoiak tangentzialki erradiatzen dituen, eta horrela, sortak energia galtzen du.

Bigarrenik, linac azeleragailu berriak askoz trinkoagoak, merkeagoak eta arinagoak dira. Horrez gain, energia gastu txikia dute eta erradioaktibitateari dagokionez, ez dute babes handirik behar.

Abantaila ugari horiek direla eta, azeleragailu mota hori aukera bikaina da ospitaleetan bertan protoi energia txikiko erradiofarmakoak ekoizteko.

Linac 7 proiektua

Linac 7 protoien azeleragailu lineal berri baten proiektua da, erabat asmatua, diseinatua eta eraikia Partikula Sorten Laborategian. Egun, horien osagai asko abian dira.

Proiektu horren barruan, osasun arloan eman zaion erabilera garrantzitsuenetako bat da hainbat motatako farmakoak medikuntza zentro handien inguruan ekoiztea. Azeleragailuaren tamaina eta ezaugarriak baliagarriak izango dira ospitale bateko laborategian; are gehiago, azeleragailuak kamioi txiki batean sartzeko aukera ematen du. Era horretan, erradiofarmakoak neurrira fabrikatzeko egutegia partekatuko dute hala eskatzen duten medikuntza zentroetan.

Medikuntzan erradioisotopoak ekoizteko, partikula azeleragailuek ematen dituzten aukerek interes handia piztu dute Europan. Batik bat, Europako Batzordeak ARIES (‘Accelerator Research and Innovation for European Science and Society’) partzuergoa sustatu du. Partzuergoak 2020ko ekainaren 22an argitaratutako txostenak, azeleragailuen bidez, medikuntzarako erradioisotopoen fabrikazioaren egungo egoera azaltzen du eta oso modu zehatzean adierazten du PETetarako linac azeleragailu berriak garatzeko, zientziak, medikuntzak eta industriak duten interesa.