روش‌های تولید گالیوم-۶۸ در پزشکی هسته‌ای مدرن

۲۰۲۶-۰۳-۱۱

اهمیت بالینی رو به رشد گالیوم-۶۸

گالیوم-۶۸ (Ga-۶۸) به یک رادیونوکلئید با اهمیت فزاینده در تصویربرداری مولکولی PET تبدیل شده است. با نیمه عمر تقریبی ۶۷.۷ دقیقه، Ga-۶۸ می‌تواند برای برچسب‌گذاری انواع مولکول‌ها و پپتیدهای هدف‌گیری استفاده شود و تصویربرداری بسیار اختصاصی از تومورها را امکان‌پذیر سازد.

پذیرش بالینی Ga-68 پس از دریافت تأییدیه‌های نظارتی برای چندین رادیوداروی Ga-68 شتاب گرفت. در سال ۲۰۱۶، سازمان غذا و داروی ایالات متحده، ⁶⁸Ga-DOTATATE را برای تصویربرداری از تومورهای نورواندوکرین و در سال ۲۰۲۰، ⁶⁸Ga-PSMA-11 را برای تصویربرداری از سرطان پروستات تأیید کرد.

این تاییدیه‌ها نقش بالینی Ga-68 را در انکولوژی به طور قابل توجهی گسترش داد و باعث رشد سریع تقاضا برای رادیوتریسرهای Ga-68 در سراسر جهان شد.

روش‌های تولید گالیوم-۶۸

امروزه، گالیوم-۶۸ را می‌توان از طریق سه رویکرد اصلی تولید کرد: سیستم‌های ژنراتور، تولید هدف مایع سیکلوترونی و تولید هدف جامد سیکلوترونی.

هر روش از نظر الزامات زیرساختی، ظرفیت تولید و هزینه عملیاتی مزایای متفاوتی دارد.

تولید مبتنی بر ژنراتور

پرکاربردترین منبع Ga-68 در عمل بالینی، مولد ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga است. در این سیستم، Ga-68 از طریق واپاشی رادیواکتیو ایزوتوپ والد Ge-68 به دست می‌آید و می‌تواند مستقیماً برای نشاندارسازی رادیودارویی شسته شود.

سیستم‌های ژنراتوری جذاب هستند زیرا کارکرد ساده‌ای دارند و به حداقل زیرساخت نیاز دارند. با این حال، تولید مبتنی بر ژنراتور نیز محدودیت‌های متعددی دارد. فعالیت به‌دست‌آمده از هر شستشو نسبتاً محدود است و عملکرد ژنراتور با گذشت زمان و با واپاشی ایزوتوپ والد، به تدریج کاهش می‌یابد. علاوه بر این، ژنراتورها معمولاً باید هر 9 تا 12 ماه تعویض شوند که به هزینه‌های عملیاتی نسبتاً بالای بلندمدت کمک می‌کند.

تولید تارگت مایع سیکلوترون

تولید هدف مایع مبتنی بر سیکلوترون رویکرد دیگری برای تولید Ga-68 است. در مقایسه با تولید مبتنی بر ژنراتور، سیستم‌های هدف مایع می‌توانند خروجی فعالیت بالاتر و انعطاف‌پذیری بیشتری در برنامه‌ریزی تولید ارائه دهند. این فرآیند همچنین می‌تواند با سیستم‌های جداسازی و سنتز شیمیایی خودکار https://www.chinacyclotron.com/isotopex-lab-product/ ادغام شود و امکان ادغام تولید رادیونوکلئید در گردش‌های کاری رادیودارویی موجود را فراهم کند.

در عین حال، این رویکرد به زیرساخت سیکلوترون و سیستم‌های هدف اختصاصی متکی است و معمولاً شامل مراحل پردازش رادیوشیمیایی برای به دست آوردن Ga-68 خالص مناسب برای برچسب‌گذاری رادیودارویی است. عوامل عملیاتی مانند مصرف مواد هدف و پیکربندی سیستم نیز بخشی از ملاحظات معمول تولید هستند.

به همین دلایل، تولید هدف مایع معمولاً در تأسیساتی انجام می‌شود که از قبل سیکلوترون‌ها را راه‌اندازی کرده‌اند و به خروجی رادیونوکلئید بالاتری نسبت به آنچه سیستم‌های ژنراتور می‌توانند ارائه دهند، نیاز دارند.

تولید هدف جامد سیکلوترون

یکی دیگر از رویکردهای مهم برای تولید Ga-68، تابش سیکلوترون با استفاده از اهداف جامد است. در این روش، پرتوهای پروتون مواد هدف جامد را تابش می‌دهند و به دنبال آن، پردازش شیمیایی برای به دست آوردن رادیونوکلئیدهای خالص مناسب برای کاربردهای رادیودارویی انجام می‌شود.

در مقایسه با سیستم‌های مبتنی بر ژنراتور، تولید هدف جامد می‌تواند خروجی فعالیت بسیار بالاتری و هزینه عملیاتی کمتری را در طول زمان فراهم کند، که آن را برای تأسیساتی که به مقادیر بیشتری رادیونوکلئید نیاز دارند، مناسب می‌سازد.

به دلیل این ویژگی‌ها، سیستم‌های هدف جامد معمولاً در مراکز تولید رادیونوکلئید متمرکز پیاده‌سازی می‌شوند، جایی که ایزوتوپ‌ها می‌توانند در دسته‌های بزرگتر تولید شده و به چندین موسسه پزشکی توزیع شوند.

پلتفرم سیکلوترون پزشکی LB-11 MTS و LB-20 شرکت LBT

سیکلوترون‌های پزشکی LB-11 MTS و LB-20 پلتفرم‌های انعطاف‌پذیری را برای تولید رادیونوکلئید در تأسیسات پزشکی هسته‌ای مدرن فراهم می‌کنند و از پیکربندی‌های هدف مایع و جامد پشتیبانی می‌کنند. برای تولید Ga-68، سیستم‌ها را می‌توان با اهداف مایع به عنوان جایگزینی برای تولید مبتنی بر ژنراتور پیکربندی کرد، در حالی که پیکربندی‌های هدف جامد امکان تولید Ga-68 با بازده بالاتر را فراهم می‌کنند.

فراتر از تولید گالیوم-۶۸، این پلتفرم‌های سیکلوترون همچنین می‌توانند از تولید معمول رادیونوکلئیدهای PET رایج مانند ¹⁸F، ¹⁹C و ¹⁳N پشتیبانی کنند و - هنگامی که به سیستم‌های هدف جامد مجهز شوند - می‌توانند تولید رادیونوکلئیدهای فلزی از جمله ⁶⁴Cu و ⁸⁹Zr را امکان‌پذیر سازند و از تصویربرداری بالینی و کاربردهای تحقیقاتی در پزشکی هسته‌ای پشتیبانی کنند.