Μια μικροσκοπική παραμόρφωση ενός σωλήνα στον πυρηνικό αντιδραστήρα Petten, στην Ολλανδία τον περασμένο Οκτώβριο οδήγησε στην ακύρωση χιλιάδων ραντεβού ασθενών στο Ηνωμένο Βασίλειο και όχι μόνο. Παρότι η ζημιά, όπως αξιολογήθηκε από τους ειδικούς ήταν μηδαμινή, εντούτοις προκάλεσε δυσλειτουργία τόσο στη φαρμακοβιομηχανία, όσο και σε μονάδες υγείας στην Ευρώπη.
Σε πολλούς ασθενείς στο Ηνωμένο Βασίλειο ακυρώθηκαν τα ραντεβού τους στα νοσοκομεία, ενώ νοσοκομειακές εξετάσεις στην Ολλανδία αναβλήθηκαν. Δυστυχώς, η ζημιά συνέπεσε με την προγραμματισμένη συντήρηση άλλων αντιδραστήρων, στον Maria στην Πολωνία, που παρέμεινε εκτός σύνδεσης μέχρι τις 7 Νοεμβρίου και στον BR-2 στο Βέλγιο που αναμένεται να παραμείνει εκτός λειτουργίας μέχρι τα μέσα Δεκεμβρίου, οπότε η έλλειψη ήταν αναπόφευκτη. «Ήταν μια ατυχής συγκυρία», σχολιάζει ο εκπρόσωπος της επιστημονικής ομάδας που διαχειρίζεται τον αντιδραστήρα στο περιοδικό WIRED.
«Τα ραδιοϊσότοπα είναι ασταθείς μορφές χημικών στοιχείων που εκπέμπουν ακτινοβολία και/ή σωματίδια, και που αποτελούν ζωτικό μέσο στην ιατρική απεικόνιση. Παρόλα αυτά, παράγονται σε συγκεκριμένες τοποθεσίες που είναι μάλιστα περιορισμένες σε αριθμό, πράγμα που σημαίνει ότι η προσφορά τους μπορεί να συμπιεστεί», εκτιμά ο καθηγητής Πυρηνικής Φυσικής στο ΑΠΘ, Στυλιανός Στούλος. Μάλιστα, ειδικοί στα ιατρικά ραδιοϊσότοπα λένε πως δεν αποκλείεται να προκύψουν πρόσθετες ελλείψεις μέσα στους επόμενους μήνες.
ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ
Ο Petten High Flux Reactor (HFR) είναι ένας πυρηνικός αντιδραστήρας υψηλής ροής που λειτουργεί στις εγκαταστάσεις του ερευνητικού κέντρου Petten από το 1961. Η υπηρεσία της Ευρωπαϊκής Κοινότητας σε θέματα Ατομικής Ενέργειας (EURATOM) εποπτεύει αυτή τη μονάδα, ενώ το ευρωπαϊκό Ηνωμένο Κέντρο Ερευνών (Joint Research Council, JRC) είναι ο διοικητικός και οικονομικός διαχειριστής. Ο φορέας εκμετάλλευσης του αντιδραστήρα HFR είναι η Ομάδα Πυρηνικής Έρευνας & Παροχής Συμβουλών (NRG) η οποία λειτουργεί και συντηρεί τη μονάδα και διαχειρίζεται τις συναφείς με τον αντιδραστήρα εμπορικές δραστηριότητες. Όπως ισχύει για το σύνολο των πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, ο HFR υπόκειται στις απαιτούμενες εκ του νόμου περιοδικές επιθεωρήσεις ασφάλειας ανά δεκαετία, που διενεργούνται από την NRG. Η NRG διαθέτει άδεια λειτουργίας που της χορηγήθηκε από την ολλανδική εθνική ρυθμιστική αρχή KFD (Kernfysische Dienst).
Ο αντιδραστήρας Petten είναι ένας από τους έξι μεγάλους εμπορικούς παραγωγούς Μολυβδαινίου-99, ενός βασικού ιατρικού ραδιοϊσοτόπου και παράγει το 30% αυτού παγκοσμίως (οι υπόλοιποι βρίσκονται σε Καναδά, Βέλγιο, Γαλλία, Πολωνία και Ν. Αφρική, οι οποίοι φτάνουν στο τέλος της ζωής τους).
«Το Μολυβδαίνιο-99 είναι το “μητρικό” ισότοπο που χρησιμοποιείται για την παραγωγή του πιο ευρέως χρησιμοποιούμενου ραδιοϊσοτόπου στη Πυρηνική Ιατρική, του Τεχνητίου-99m. Με τη σειρά του, το Τεχνήτιο-99m χρησιμοποιείται για την παρασκευή ραδιοφαρμάκων, τα οποία οι πυρηνικοί γιατροί εγχέουν στους ασθενείς με ένεση για να προχωρήσουν κατόπιν σε απεικονιστική εξέταση. Τα ραδιοφάρμακα Τεχνητίου-99m κυκλοφορούν στο αίμα και “καθηλώνονται” σε διάφορους ιστούς ή όργανα, επιτρέποντας την απεικόνισή τους με μεγάλη ακρίβεια με την βοήθεια ανιχνευτών. Μάλιστα, η μέθοδος αυτή κρίνεται ως απόλυτα ασφαλής», εξηγεί η Ραδιοχημικός και Διευθύντρια Ερευνών στο Ινστιτούτο Πυρηνικών & Ραδιολογικών Επιστημών & Τεχνολογίας, Ενέργειας & Ασφάλειας, του «ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΥ», κα. Πηνελόπη Μπουζιώτη.
Το Τεχνήτιο-99m έχει μικρό χρόνο ημιζωής, περίπου έξι ώρες, για τον λόγο αυτό οι εταιρείες παραγωγής και διάθεσης ραδιοϊσοτόπων στέλνουν γεννήτριες που περιέχουν Μολυβδαίνιο-99 στα νοσοκομεία. Αυτές οι γεννήτριες παράγουν το επιθυμητό Τεχνήτιο-99m καθώς το Μολυβδαίνιο-99 διασπάται, λειτουργώντας σαν μία φορητή συσκευή ημι-αυτόματης παροχής Τεχνήτιου-99m.
Ο αντιδραστήρας στο Petten παράγει τόση ποσότητα Μολυβδαίνιου-99 ώστε να μπορεί να παράσχει εκατομμύρια δόσεις του Τεχνητίου-99m σε ασθενείς ετησίως.
Ποιο είναι το πρόβλημα;
«Το Μολυβδαίνιο-99 παράγεται με σχάση στόχων υψηλού εμπλουτισμού 235U (High Enriched Uranium, HEU) σε πυρηνικό αντιδραστήρα. Εκτός από το γνωστό πρόβλημα των ραδιενεργών αποβλήτων, οι ειδικοί αντιμετωπίζουν ζητήματα ασφάλειας. Για το λόγο αυτό οι ΗΠΑ θα καταργήσουν σταδιακά τη λειτουργία των HEU τα επόμενα χρόνια. Αν και δεν υπάρχει κανένα επιστημονικό εμπόδιο στη χρήση στόχων χαμηλού εμπλουτισμού 235U (Low Enriched Uranium, LEU), υπάρχουν τεχνικά προβλήματα που πρέπει να αντιμετωπιστούν, όπως του μεγαλύτερου χώρου που απαιτείται για τον μεγαλύτερο αριθμό των στόχων που πρόκειται να σχαστούν και του μεγαλύτερου όγκου αποβλήτων που παράγονται από τη διαδικασία αυτή», αναφέρει ο καθηγητής Στούλος.
Η αλυσίδα εφοδιασμού χρειάζεται αρκετές ημέρες για να ολοκληρωθεί και κατά τη διάρκεια της διασπάται περισσότερο από το μισό του Μολυβδαινίου-99. Οι πέντε ερευνητικοί αντιδραστήρες στέλνουν τα κατάλοιπα του καυσίμου σε τέσσερις μόνο τοποθεσίες όπου είναι δυνατόν να γίνει εξαγωγή και καθαρισμός του Μολυβδαίνιου-99. Στη συνέχεια το ραδιοϊσότοπο αποστέλλεται στον μικρό αριθμό εγκαταστάσεων παραγωγής γεννητριών, σε δύο στις ΗΠΑ (η μισή παγκόσμια αγορά) και τρεις στη Δυτική Ευρώπη. Γεννήτριες τεχνητίου-99 υπάρχουν και αλλού βέβαια, όπως στην Ινδία και την Αυστραλία. Οι γεννήτριες διανέμονται σε μονάδες υγείας, οι οποίες έχουν ανάγκη από Τεχνήτιο-99m σε καθημερινή βάση.
«Ακολουθώντας μία πολύ απλή διαδικασία, η γεννήτρια εκλούεται, ή αλλιώς “αρμέγεται”, και το εκλουόμενο Τεχνήτιο-99m χρησιμοποιείται για την παρασκευή ποικιλίας ραδιοφαρμάκων Τεχνητίου-99m, ώστε να διενεργηθούν διαγνωστικές εξετάσεις τομογραφίας εκπομπής φωτονίων (Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT), γνωστές και ως “σπινθηρογραφήματα”», σημειώνει η κα. Μπουζιώτη.
Παρακολούθηση της παραγωγής ιατρικών ραδιοϊσοτόπων
Η Nuclear Medicine Europe είναι η βιομηχανική ένωση που εκπροσωπεί τον τομέα της πυρηνικής ιατρικής σε όλη την Ευρώπη (τις κορυφαίες εταιρείες φαρμακευτικού και απεικονιστικού εξοπλισμού στον τομέα της πυρηνικής ιατρικής). Επιστήμονες της Nuclear Medicine Europe (NMEU) παρακολουθούν συνεχώς την παραγωγή ιατρικών ραδιοϊσοτόπων σε βασικούς αντιδραστήρες σε όλο τον κόσμο. Ενημερώνονται για τα χρονοδιαγράμματα συντήρησης από νωρίς και, έτσι, συχνά συμβουλεύουν τους επικεφαλής των αντιδραστήρων παραγωγής, για παράδειγμα, να ‘σπρώξουν’ αυτές τις ημερομηνίες ελαφρώς προς τα πίσω, προκειμένου να ελαχιστοποιηθεί ο κίνδυνος πολλαπλών ταυτόχρονων τερματισμών λειτουργίας των γεννητριών Τεχνητίου-99. Η NMEU κρατά ένα είδος ημερολογίου συντήρησης αντιδραστήρων που της επιτρέπει να προβλέπει τα επίπεδα παραγωγής ραδιοϊσοτόπων. Αλλά κάποιες φορές συμβαίνουν και απρόβλεπτα γεγονότα, όπως συνέβη εν προκειμένω με τον σωλήνα στο Petten.
Λειτουργώντας ως η φωνή του κλάδου, η Nuclear Medicine Europe έχει την έδρα της στις Βρυξέλλες και διατηρεί μια ισχυρή σχέση με την Ευρωπαϊκή Επιτροπή και το Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο. Με περισσότερα από 35 χρόνια ιστορίας, η ένωση έχει διευρυνθεί περιλαμβάνοντας σήμερα περισσότερα από 50 μέλη, από φαρμακευτικές εταιρείες έως χειριστές αντιδραστήρων σε όλο τον κόσμο.
Η Nuclear Medicine Europe συνεργάζεται στενά με τον Οργανισμό Εφοδιασμού της Ευρατόμ μέσω του Ευρωπαϊκού Παρατηρητηρίου (το 2012, η Ευρωπαϊκή Επιτροπή και η NMEU ίδρυσαν από κοινού ένα Ευρωπαϊκό Παρατηρητήριο για την Προμήθεια Ιατρικών Ραδιοϊσοτόπων).
Oι ομάδες που συμμετέχουν στην NMEU αποτελούνται από εμπειρογνώμονες που συνεργάζονται σε θέματα αμοιβαίου ενδιαφέροντος, αντιμετωπίζοντας κρίσιμες προκλήσεις που οδηγούν την καινοτομία στον κλάδο.
Προσπάθειες γίνονται και για τη δημιουργία επιπλέον αντιδραστήρων παραγωγής Μολυβδαίνου-99. Η NRG, για παράδειγμα, κατασκευάζει επί του παρόντος έναν εντελώς νέο αντιδραστήρα που ονομάζεται PALLAS (βλ.βίντεο) και ο οποίος, σύμφωνα με τον εκπρόσωπό της θα πρέπει να τεθεί σε λειτουργία γύρω στο 2030.
Ακριβώς τότε η NRG θα σταματήσει να παράγει ιατρικά ραδιοϊσότοπα στον αντιδραστήρα του Petten.
Ο νέος αντιδραστήρας PALLAS θα επιτρέψει στο προσωπικό να αυξήσει την παραγωγή ραδιοϊσοτόπων από 260 σε 300 ημέρες ετησίως, και συνολικά, η νέα εγκατάσταση θα μπορεί να παρέχει σημαντικά μεγαλύτερες ποσότητες Μολυβδαινίου-99, για την παραγωγή μεγαλύτερου αριθμού γεννητριών Μολυβδαινίου-99/Τεχνητίου-99m .
Υπάρχουν εναλλακτικές;
«Δύο από τις πιο ευρέως διενεργούμενες εξετάσεις πυρηνικής ιατρικής που βασίζονται σε ραδιοφάρμακα Τεχνητίου-99m είναι το σπινθηρογράφημα οστών και η απεικόνιση αιμάτωσης του μυοκαρδίου.
Για το σπινθηρογράφημα οστών υπάρχει εναλλακτική εξέταση τομογραφίας εκπομπής ποζιτρονίων (Positron Emission Tomography, PET) με χρήση 18F-Φθοριούχου Νατρίου, αλλά οι υπάρχοντες σαρωτές PET δεν προσφέρουν επαρκή χωρητικότητα για να αναλάβουν αυτόν τον φόρτο εργασίας», αναφέρει η κα. Μπουζιώτη
Για την απεικόνιση αιμάτωσης του μυοκαρδίου, πολλά τμήματα έχουν επανέλθει σε Θάλλιο-201 (Thallium-201, 201Tl), στο ραδιοφάρμακο που αντικαταστάθηκε σε μεγάλο βαθμό από Τεχνήτιο-99m πριν από 15-20 χρόνια. Το 201Tl παράγεται από κύκλοτρο και έτσι η διαθεσιμότητά του δεν επηρεάζεται από τη διακοπή λειτουργίας του αντιδραστήρα. Η ποιότητα των εικόνων 201Tl έχει βελτιωθεί λόγω της προόδου στον σχεδιασμό και την απόδοση της κάμερας ακτίνων γ, αλλά υπάρχει μια γενιά συμβούλων πυρηνικής ιατρικής που δεν έχουν εργαστεί ποτέ με 201Tl.
«Θα χρειαστούν εκπαίδευση στη χρήση και στην ερμηνεία της εικόνας που καταγράφεται με τη χρήση αυτού. Υπάρχει επίσης μια τεχνική PET που χρησιμοποιεί Ρουβίδιο-82 (Rubidium-82, 82Rb, αλλά είναι ακριβή στην εφαρμογή της και έχει τα ίδια προβλήματα χωρητικότητας PET με το σπινθηρογράφημα οστών», προσθέτει η κα. Μπουζιώτη.
Υπάρχουν επίσης τεχνικές λογισμικού που μπορούν να ανακτήσουν επαρκή πυκνότητα πληροφοριών από εικόνες γ-κάμερας μετά τη χορήγηση μικρότερων ποσοτήτων ραδιενέργειας (π.χ. 50%), μειώνοντας με τον τρόπο αυτό την πίεση στις προμήθειες Τεχνητίου-99m . Αυτές οι τεχνικές αναπτύχθηκαν αρχικά για τη μείωση του χρόνου απεικόνισης (δηλαδή αύξηση της απόδοσης σε καθαρές εικόνες) αλλά δεν έχουν επικυρωθεί όλες σε πραγματικούς χρόνους απεικόνισης.
Επηρεάστηκαν και οι ΗΠΑ
Η πρόσφατη έλλειψη Μολυβδαινίου-99 δεν άφησε ανεπηρέαστους και τους παρόχους υγειονομικής περίθαλψης στις ΗΠΑ, όπως ανέφερε στο WIRED, ο Jeffrey Chamberlin, βοηθός αναπληρωτής διαχειριστής υλικού στην Εθνική Υπηρεσία Πυρηνικής Ασφάλειας των ΗΠΑ (National Nuclear Security Administration, NNSA). Σύμφωνα με εκτιμήσεις, το Τεχνήτιο-99m χρησιμοποιείται σε 40.000 διαγνωστικές απεικονιστικές σαρώσεις στις ΗΠΑ την ημέρα, η πλειοψηφία στην πυρηνική καρδιολογία.
Επί του παρόντος, δεν υπάρχει εμπορική παραγωγή Μολυβδαινίου-99 πουθενά στις ΗΠΑ. Τον περασμένο Ιούλιο, το Αμερικανικό Υπουργείο Ενέργειας και η NNSA ανακοίνωσαν μια επιχορήγηση 32 εκατομμυρίων δολαρίων για την ανάπτυξη μιας μονάδας παραγωγής Μολυβδαινίου-99 στο Ουισκόνσιν, η οποία βρίσκεται υπό κατασκευή. Η δομή, που ονομάζεται Chrysalis, είναι έργο της Shine Technologies.
Οι ειδικοί στον τομέα της υγείας πάντως, αναμένουν αυξανόμενη ζήτηση για ιατρικά ραδιοϊσότοπα όσο περνάει ο καιρός. Η γήρανση του παγκόσμιου πληθυσμού και η αύξηση του καρκίνου και άλλων καταστάσεων υγείας υποδεικνύουν ότι οι γιατροί θα έχουν ανάγκη αυτά τα διαγνωστικά εργαλεία όλο και πιο συχνά τα επόμενα χρόνια.
{Τα ραδιοϊσότοπα είναι ζωτικής σημασίας πηγή για την απεικόνιση οργάνων και όγκων ασθενών, αλλά η διάθεσή τους εξαρτάται από μια ασταθή εφοδιαστική αλυσίδα}
