L'Enea produrrà un elemento essenziale per la medicina nucleare

È di qualche giorno la notizia dell’importante accordo sottoscritto da ENEA, l’Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie, l’Energia e lo Sviluppo Economico Sostenibile, e l’americana PERMA‒FIX Medical per la produzione di uno dei radionuclidi maggiormente utilizzati nella diagnostica medica nucleare, il “Tecnezio99 metastabile”.

Tecnezio99 metastabile

È un elemento chimico radioattivo formato da un nucleo atomico che conta quarantatre protoni e cinquantasei neutroni. Gli elementi radioattivi sono nuclei atomici che si trovano in una situazione energetica instabile per cui tendono a “disfarsi” dell’energia in eccesso (processo di decadimento) producendo un certo tipo di radiazione (radioattività). Il tempo necessario affinché il numero iniziale di nuclei radioattivi si riduca della metà ‒ tramite appunto questo processo di decadimento ‒ viene chiamato “tempo di dimezzamento” o “emivita”. La metastabilità è riferita al fatto che il processo di decadimento di certi nuclei radioattivi, dopo un certo tempo limitato, conduce questi ultimi a raggiungere uno stato stabile. Per il Tecnezio 99 metastabile (simbolo: 99mTc), l’emivita è di sei ore.

Il radiofarmaco è un prodotto che unisce due componenti, il primo assolve la funzione biologica di “trasporto”, il secondo è il nuclide radioattivo. In tal modo, quest’ultimo viene veicolato fino a raggiungere l’organo bersaglio e ‒ tramite una strumentazione adeguata ‒ fornisce informazioni sulla distribuzione del radiofarmaco, sulla sua modalità di metabolizzazione da parte dell’organo, restituendo indicazioni sulle variazioni delle funzioni biologiche di quest’ultimo a livello cellulare (p. es. localizzazione di un tumore e suo comportamento biologico).

La diagnostica medica che utilizza il 99mTc è estremamente varia (tiroide, scintigrafia ossea, scintigrafia renale, perfusione miocardica, etc.). Nel nostro paese, questo radionuclide copre il 90‒95% della tipologia di radiofarmaci utilizzati nella medicina nucleare: per via della sua emivita breve riduce la dose al paziente e offre una efficiente risposta nella sua rivelabilità strumentale.

Come si ottiene il Tc99m?

Uno dei diversi modi in cui si può produrre questo radioisotopo è mediante un metodo che viene chiamato “attivazione neutronica”. Esso si basa sul fatto che oggetti adeguatamente irraggiati per mezzo di neutroni diventano radioattivi. In questo caso, irraggiando con neutroni un particolare elemento stabile della “famiglia del Molibdeno”, il molibdeno che, fra gli altri suoi “fratelli”, conta 98 fra neutroni e protoni (simbolo: 98Mo), si otterrà, per “attivazione”, il Molibdeno99 (99Mo): in pratica, un nucleo di 98Mo cattura un neutrone diventando 99Mo, che è radioattivo e che produce, per decadimento, il 99mTc, il quale decadrà a sua volta emettendo quella radiazione che verrà captata dalla strumentazione e che è utilizzata per la diagnostica.

Data la breve vita media del 99mTc, è impensabile produrlo lontano dai centri di medicina nucleare. Il 99Mo ha invece una emivita circa dieci volte superiore. Qui intervengono i cosiddetti “generatori di radionuclidi”, situati in vicinanza del luogo di trattamento diagnostico. Si tratta di sistemi contenenti il radionuclide “padre”, come appunto il 99Mo, a emivita relativamente lunga, che poi decade nel nuclide “figlio”, il 99mTc, caratterizzato da una breve emivita. Il principio è molto semplice: tramite un processo fisico‒chimico, si “lega” il radionuclide padre lasciando “libero” il radionuclide figlio, che può essere raccolto tramite un processo chiamato “eluizione”, ovvero tramite la separazione di una sostanza adsorbita da un’altra adsorbente per mezzo del lavaggio con un liquido (l’”adsorbimento” è una proprietà particolare di liquidi e di solidi che consiste nel trattenere o nel concentrare sulla superficie ‒ adsorbire, appunto ‒ uno o più componenti di altre sostanze solide e fluide a contatto con la superficie stessa).

Qui entra in gioco l’accordo Enea ‒ Perma‒Fix. Tramite la Perma‒Fix Medical, è stato messo a punto un metodo innovativo a basso costo e ad alta efficienza per la generazione di 99mTc da 99Mo prodotto dal reattore di ricerca TRIGA RC‒1 dell’ENEA.

La carenza di 99mTc prossima ventura

Esistono varie strade per arrivare a ottenere il Molibdeno99 e quindi per la successiva estrazione del Tecnezio99m. Una di queste prevede l’utilizzo di reattori nucleari.

La chiusura attesa quest’anno del principale produttore (che copre il fabbisogno mondiale della disponibilità del radionuclide fino al 40%), il reattore canadese NRU (National Research Universal Reactor), e il contemporaneo blocco della licenza di esercizio per motivi di sicurezza del reattore che sarebbe dovuto subentrare, costituiscono elementi preoccupanti per soddisfare la notevole domanda di questo fondamentale prodotto di uso diagnostico. Da qui, come è stato anticipato, l’interesse nei confronti del reattore di ricerca TRIGA RC‒1 della potenza di un megawatt (1 MW), gestito dall’ENEA in uno dei suoi centri di ricerca, quello della Casaccia.

L’ENEA e il reattore di ricerca TRIGA RC‒1

Il TRIGA RC‒1 è un reattore nucleare che ospita la parte attiva ‒ il suo combustibile ‒ alla base di un pozzo profondo circa sette metri e riempito con acqua demineralizzata. È dotato di canali e di alloggiamenti per effettuare prevalentemente irraggiamenti su campioni, abbracciando moltissime linee di attività: nel campo della ricerca, della diagnostica, della conservazione del patrimonio artistico, della produzione di sorgenti radioattive di interesse industriale (traccianti) e medicale.

Nella zona centrale della parte attiva, ogni centimetro quadrato è attraversato da quasi trentamila miliardi di neutroni al secondo. Sono questi che vengono utilizzati per l’attivazione neutronica su campioni da irraggiare e da analizzare successivamente.

La storia della ricerca nel settore della medicina nucleare da parte dell’ENEA è lunga e costellata da tanti successi. Molte sono state le collaborazioni con i dipartimenti di medicina nucleare di un certo numero di ospedali che hanno prodotto risultati importanti, in tutti questi anni.

Il TRIGA dell’ENEA contribuirà a soddisfare la domanda di Tecnezio per uso medicale con tutta l’esperienza maturata nei suoi decenni di servizio, con la professionalità indiscussa del suo personale di conduzione, sensibile alle tematiche che vedono la cultura nucleare indispensabile per far fronte a quelle situazioni nelle quali è in gioco soprattutto la salute dell’uomo.